Đồ án Nền và Móng docx

Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
PHẦN I
BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
● ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC DÂN CƯ :
Các ký hiệu sử dụng trong tính toán:
γ

: Trọng lượng riêng của đất tự nhiên (kN/m
3
)
γ
s

: Trọng lượng riêng của hạt đất (kN/m
3
γ
n

: Trọng lượng riêng của nước (
γ
n
=10kN/m
3
)
W : Độ ẩm (%)
W
L
: Giới hạn chảy (%)
W
p

: Giới hạn dẻo (%)
a : Hệ số nén (m
2
/kN)
k : Hệ số thấm (m/s)ss
n : Độ rỗng
e : Hệ số rỗng
S
r
: Độ bão
c : Lực dính đơn vị (kN/m
2
)
ϕ
: Tỷ trọng của đất (độ)
∆
: Tỷ trọng của đất
- Các lớp đất bao gồm:
+ Lớp 1: Pha màu xám, trạng thái dẻo mềm.
Lớp 1 là lớp sét pha, có màu xám, trạng thái dẻo mềm. Chiều dày của lớp xác
định được ở BH4 là 2,20m, cao độ mặt lớp là 0,00m, cao độ đáy là -2,20m. Chiều
sâu xói của lớp đất này là 2.20m. Lớp đất có độ ẩm W = 25,8%, độ bão hòa S
r
=
85,3.
Lớp đất ở trạng thái dẻo mềm, có độ sệt I
L
= 0,51, độ rỗng n = 0,448
+ Lớp 2: Là cát hạt nhỏ, màu xám đen, kết cấu rời rạc
lớp đất số 2 gặp ở lỗ khoan BH4, cao độ mặt lớp là -2,20m;cao độ đáy lớp

là -11.20m; độ sâu là 11,20m; chiều dày lớp 2 là 9,00m.
+ Lớp 3: Là sét pha màu xám nâu, xám xanh, trạng thái dẻo cứng.
1
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
lớp đất số 3 gặp ở lỗ khoan BH4, cao độ mặt lớp là -11,20m; cao độ đáy
lớp là –15,50m; độ sâu là 15,50m; chiều dày lớp 3 là 4,30m, độ ẩm W = 20,6%,độ
bão hòa S
r
= 80,9%, độ sệt I
L
= 0,47, độ rỗng là n= 40,7.
+Lớp 4: Là cát hạt nhỏ, màu xám, kết cấu chặt vừa.
lớp đất số 4 gặp ở lỗ khoan BH4, cao độ mặt lớp là -15,50m; cao độ đáy
lớp là -37,00m; độ sâu 37,00m; chiều dày lớp 4 là 21,50m.
● NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ:
*Nhận xét:
- Điều kiện địa chất trong phạm vi khảo sát tương đối phức tạp, các lớp đất phân
bố không đều nhau.
- Lớp đất số 1,2 là lớp đất yếu do chỉ số xuyên tiêu chuẩn và sức chịu tải nhỏ,lớp
3 có trị số SPT trung bình, lớp 4 có trị số SPT và sức chịu tải khá cao.
-Lớp đất số 2 dễ bị lún sụt khi xây dựng trụ cầu tại đây.
* Kiến nghị:
- Với điều kiện địa chất ở đây thì khi xây dựng nên dựng nên dùng móng cọc bê
tông đường kính nhỏ có D= 450mm cho công trình cầu và lấy lớp đất số 4 làm
tầng dựa đầu cọc.
- Nên để cọc ngập sâu vào lớp đất số 4 để tận dụng khả năng ma sát của cọc.
2
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc

PHẦN II
THIẾT KẾ KĨ THUẬT
♦ BỐ TRÍ CHUNG CÔNG TRÌNH .
b=?
450
H
ttr
= ?
8060Hb = ?
800
MNTT
Cao ®é ®Ønh trô
H
tt
H
ttr
= ?
150 25
a = ?
Hb = ?
a = ?
MNTN
b=?
170
60 80
120 2525
♦ LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH
1. Kích thước và cao độ của bệ cọc :
Vị trí xây dựng trụ cầu nằm ở xa bờ, sự thay đổi cao độ mưc nước giữa MNCN
và MNTN là bình thường, sông không thông thuyền. Xét cả điều kiện mỹ quan trên

sông chọn cao độ đỉnh bệ thấp hơn MNTN là 0,5 m. Có MNCN = 4,50m ; MNTN
= 2,00m
● Cao độ đỉnh trụ: = 5,5 + 3,5 - 0,3 = 8,7 m.
● Cao độ đỉnh bệ : 3,6 - 0,5 = 3,1 m.
● Bề dày bệ móng : H
b
= 2 m.(Thỏa mãn từ 1,5-3m)
● Cao độ đáy bệ :cao độ đỉnh bệ - bề dày bệ móng = 3,1 - 2 = 1,1 m.
2. Kích thước và cao độ của bệ cọc :
3
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
● Cao độ mũi cọc : Chọn độ sâu cọc ngàm vào lớp đất thứ 4 là: 14 m
Vậy cao độ mũi cọc là : -29,5 m
● Chiều dài của cọc :
L
c
= Cao độ đáy bệ - cao độ mũi cọc = 1,1 - (-29,5) = 30,6 m.

● Đường kính cọc : D = 450 mm phải thỏa mãn yêu cầu về độ mảnh.
Tính tỉ lệ :
30,6
68
0,45
c
L
m
D
= =
< 70m => thỏa mãn yêu cầu về độ mảnh.

● Tổng chiều dài đúc cọc, và chia thành các chiều dài các đốt cọc:
- Tổng chiều dài đúc cọc: L
cd
= L
c
+ 1m(ngàm trong bệ) = 30,6 + 1 =31,6 m.
(Chiều dài cọc ngàm trong bệ tồi thiểu la 2d=0,9m).
- Cọc được chia thành 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 30m = 10m + 10m
+ 10m.Các đốt cọc sẽ đươc nối với nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng
cọc.
♦ LẬP SỐ LIỆU CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ:
1. Trọng lượng bản thân trụ:
Các kí hiệu sử dụng trong tính toán:
MNCN = 7,9m : mực nước cao nhất.
MNTN = 3,6m : mực nước thấp nhất.
CĐĐB = 3,1m :cao độ đỉnh bệ.
CĐĐT = 8,7 m : cao độ đỉnh trụ.
CDMT = 0,8 + 0.6 =1,4m : chiều dày mũ trụ.
a.Tính chiều cao cột trụ:
H
ttr
= CĐĐT - CĐĐB - CDMT = 8,7 – 3,1 - 1,4 = 4,2m.
b.Thể tích toàn phần (chưa kể bệ cọc):
4
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc

MNTN
MNCN
Cao ®é ®Ønh trô

H
tt
V
1
V
2
V
3
V
3
V
2
V
1
Cao ®é ®¸y dÇm
MNTT
30
V
tr
= V
1
+ V
2
+ V
3
Trong đó: V
1
= 8.0,8.1,7 = 10,88 m
3
.

V
2
=
1
2
(8 + 5).0,6.1,7 = 6,63 m
3
.
V
3
=
2
.1,2
4
π
.4,2 + (4,5 - 1,2).1,2.4,2 = 21,38 m
3
.
=> V
tr
= 10,88 + 6,63 + 21,38 = 38,89 m
3
.
c. Thể tích phần trụ ngập nước (không kể bệ cọc):
V
tn
= S
tr
.(MNTN - CĐĐB) =
2

.1,2
(4,5 1,2).1,2
4
π
 
+ −
 ÷
 
.(3,6 – 3,1) = 2,545 m
3
.
2. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN:
Chuyển các lực và momen về tâm đáy móng ta đươc các lực như sau:
P
h
= 4000 kN : Lực thẳng đứng ở trạng thái giới hạn sử dụng do hoạt tải tác dụng
tại đỉnh trụ.
P
t
= 5800 kN : Lực thẳng đứng ở trạng thái giới hạn sử dụng do tĩnh tải tác dụng
tại đỉnh trụ.
H
h
= 110 kN : Lực ngang ở trạng thái giới hạn sử dụng do hoạt tải tác dụng theo
phương ngang cầu.
M
h
=H
h
.(CĐĐT – CĐĐB) + M = 110.(8,7 – 3,1)+ 700

=1316 kNm : Mômen ở trạng thái giới hạn sử dụng do hoạt tải tác dụng theo
phương ngang cầu và hoạt tải mômen.
5
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc

bt
γ
= 24,5 kN/m
3
: Trọng lượng riêng của bê tông.

n
γ
= 10 kN/m
3
:Trọng lượng riêng của nước.
V
tr
= 38,89 m
3
:Thể tích toàn bộ trụ chưa kể bệ cọc.
V
tn
= 2,545 m
3
:Thể tích trụ ngập nước chưa kể bệ cọc.
n
h
= 1,75 : Hệ số tải trọng do hoạt tải.

n
t
= 1,25 : Hệ số tải trọng do tĩnh tải.
a. Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang
cầu với MNTN tại đỉnh bệ :
a
1
) Tải trọng thẳng đứng ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
N
1sd
= P
t
+ P
h
+
bt
γ
. V
tr
-
n
γ
. V
tn

= 5800 + 4000 + 24,5.38,89 - 10.2,545 = 10727,36kN.
a
2
) Tải trọng ngang ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
H

1sd
= H
h
= 110 kN.
a
3
) Momen ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
M
1sd
= M
h
+ H
1sd
.(CĐĐT - CĐĐB)
=1316 + 110.(8,7 – 3,1) = 1932 kN.m.
b. Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu với
MNTN tại đỉnh bệ :
b
1
) Tải trọng thẳng đứng ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu:
N
1cđ
= P
h
.n
h
+ (P
t
+
bt

γ
. V
tr
-
n
γ
. V
tn
).n
t

= 4000.1,75 + (5800 + 24,5.38,89 - 10.2,545).1,25 = 15409,19kN.
b
2
) Tải trọng ngang ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu:
H
1cđ
= n
h
.H
h
= 1,75.110 = 192,5 kN.
b
3
) Mômen ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu:
M1cđ = n
h
.M
h
+ n

h
.H
1sd
.(CĐĐT -CĐĐB)
6
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
= 1,75.1316 + 1,75.110.(8,7-3,1) = 3381 kN.m.
3. Lập bảng tổ hợp tải trọng:
Từ kết quả tính toán ở trên ta đưa vào bảng 2-1 sau:
Bảng 2-1:Tổ hợp tải trọng thiết kế tính với MNTN,đặt tại cao độ đỉnh bệ
Tên tải trọng Đơn vị Sử dụng Cường độ I
Tải trọng thẳng đứng kN 10727,36 15409,19
Tải trọng ngang kN 110 192,5
Mômen kNm 1932 3381
♦ XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC:
1. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vạt liệu:
Chọn vật liệu làm cọc:
+ Bê tông có
'
c
f
= 30 MPa, cọc bê tông cốt thép tiết diện hình vuông :
0,45m x 0,45m.
+ Cốt thép dọc 8Φ25,cốt đai chọn Φ8.
y
f
= 510 MPa

Do chịu lực dọc trục lớn, coi cọc chỉ chịu lực nén, do đó sức kháng của cọc tính

theo vật liệu là:
P
r
= φ.P
n
Đối với cấu kiện có cốt thép đai thường:

( )
'
0,8 0,85. . .
n c g st y st
P f A A f A
 
= − +
 
7
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Trong đó:
'
c
f
: là cường độ quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày
lấy
'
c
f
= 3.10
4
kN/m

2
.
A
g
: diện tích mặt cắt nguyên (mm
2
), A
g
= 450.450 =202500 (mm
2
).
A
st
: diện tích nguyên của cốt thép (mm
2
),A
st
= 8.510= 4080(mm
2
).
f
y
: cường độ giới hạn chảy của cốt thép, f
y
= 420.10
5
kN/m
2
.
φ : hệ số sức kháng, φ = 1,0.

P
r
: Sức kháng dọc trục tính toán.
P
n
: Sức kháng dọc trục danh định.
Vậy :
( )
4 6 6 5 6
0,8. 0,85.3.10 . 202500.10 4080.10 420.10 .4080.10
n
P
− − −
 
= − +
 
= 5418,65 kN.
=> P
r
= φ. P
n
= 1. 5418,65 = 5418,65 kN.
2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền:
Công thức tính: Q
r
= φ
qP
.Q
P
+ φ

qS
.Q
S
Với : Q
p
= q
p
.A
p
: Sức kháng mũi cọc (N)
Q
s
= q
s
.A
s
:Sức kháng thân cọc (N)
Trong đó :
φ
qP
: Hệ số sức kháng mũi cọc
Đối với đất dính φ
qP
= 0,7.λ
v
=0,7.1 = 0,7.
Đối với đất cát φ
qP
=0,45 λ
v

=0,45.1 = 0,45.
φ
qS
: Hệ số sức kháng thân cọc
Đối với đất dính φ
qS
= 0,7.λ
v
=0,7.1 = 0,7.
Đối với đất cát φ
qS
=0,45 λ
v
=0,45.1 = 0,45.
A
p
: Diện tích mũi cọc (mm
2
).
A
s
: Diện tích bề mặt thân cọc (mm
2
) .
q
p
: sức kháng đơn vị mũi cọc (kN/m
2
).
q

s
: sức kháng đơn vị thân cọc (kN/m
2
).
a. Sức kháng ma sát:
8
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Q
s
= q
s
.A
s
* Đối với đất dính (tính theo phương pháp α):
q
s
= α.S
u
S
u
: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (MPa) = C
uu
.
α : hệ số kết dính áp dụng cho S
u
(DMI),tra trong hình 10.7.3.3.2a-1- Các đường
cong thiết kế về hệ số kết dính cho cọc đóng vào đât sét (theo Tomlinson, 1987)
của sử dụng 22TCN272-05.
- Nếu S

u

≤
25 Kpa
0.1=α⇒

- Nếu 25 Kpa < S
u
< 75 Kpa






−
−=α⇒
KPa50
KPa25S
5.01
u
- Nếu S
u

≥
75 Kpa
5.0=α⇒
Ta xét chiều cao sxói là h
x
= 2m.

Diện tích bề mặt thân cọc ở lớp đất 1: A
s1
= 4.0,45.(2,2-2) =0,36m
2
.
Diện tích bề mặt thân cọc ở lớp đát 3 : A
s3
= 4.0,45.4,3 =7,74 m
2
Lập bảng:
Tên lớp Chiều dày
(m)
Chu vi
cọc (m)
Cường độ
kháng cắt
(kN/m
2
)
Hệ số Ma sát bề
mặt
Tổng ma
sát bề mặt
L
i
U S
u
α q
s
q

s
.A
s
1 2,2 1,8 23,4 1,0 23,4 8,424
3 4,3 1,8 30,8 0,942 29,014 224,57
Tổng cộng ma sát bề mặt Q
s
232,994
* Đối với đất cát và bùn không dẻo :
q
s
=0,0019.
N
Trong đó :
q
s
: ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (MPa).
N
: số đếm búa SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân cọc ( Búa/300mm)
Diện tích bề mặt cọc ở lớp 2 : A
s2
= 4.0,45.9 = 16,2 m
2
.
Diện tích bề mặt cọc ở lớp 4 : A
s4
= 4.0,45.14,5 = 26,1 m
2
.
9

Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Lập bảng:
Tên lớp Độ sâu
(m)
Chỉ số
SPT
Chiều
dày
(m)
Chu vi
cọc
(m)
Số SPT
trung
bình
Ma sát
bề mặt
Tổng
ma sát
bề mặt
z N Li U
N
q
s
q
s
.A
s
2 11,2 17 9,0 1,8 5,67 0,0108 0,175

4 37,0 222 21,5 1,8 22,2 0,0422 1,101
Tổng cộng ma sát bề mặt Q
s
1,276
b. Sức kháng mũi cọc:
Q
p
= q
p
.A
p
Trong đó :
A
p
: diện tich mũi cọc (mm
2
).
q
p
:sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
* Đối với đất dính :
q
p
= 9.S
u
S
u
:cường độ kháng cắt không thoát nước của sét gần chân cọc (MPa).
Lập Bảng:
Tên lớp Diện tích mũi

cọc (m2)
Cường độ
kháng
cắt(kN/m2)
Sức kháng đơn
vị mũi cọc
Tổng sức
kháng mũi cọc
A
p
S
u
q
p
q
p
.A
p
3 0,2025 30,8 277,2 56,133
10
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Tổng cộng sức kháng mũi cọc Q
p
56,133

* Đối với đất cát và bùn không dẻo:

orr
0,038.

c
p l
N
q q
D
= ≤
Với :
orr 10
'
1,92
0,77log . .
c
N N
σ
 
 
=
 ÷
 
 
 
Trong đó :
N
corr
:số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ,σ' (Búa/300mm).
N :số đếm búa SPT đo được (Búa/300mm), lấy số SPT tại mũi cọc.
D : Chiều rộng hay đường kính cọc (mm).
Db : Chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm).
q
l

: sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0,4Ncorr cho cát và 0,3Ncorr cho bùn
không dẻo (MPa).
σ' : Ứng suất Hữu hiệu thẳng đứng (MPa),được tính tương tự như đối với đất dính
ở trên
'
u
σ σ
= −
σ :Ứng suất tổng (kN/m
2
).
u : Áp lực nước lỗ rỗng ứng với MNTN = 3,6m.
Tính cho lớp 2 :
(2) (2) (2)
(2) (2) 3
(2)
.
26,6 1,08.10
17,98( / ).
1 1 1,08
h bh h n
bh
bh n
e
e kN m
e
γ γ γ γ
γ
γ γ
− +

+
= ⇒ = = =
− + +
Tính cho lớp 4:
(4) (4) (4)
(4) (4) 3
(4)
.
26,6 0,89.10
18,78( / ).
1 1 0,89
h bh h n
bh
bh n
e
e kN m
e
γ γ γ γ
γ
γ γ
− +
+
= ⇒ = = =
− + +
Ta có
1 1 2 2 3 3 4 4
( ) . . .
x
h h h h h
σ γ γ γ γ

= − + + +
= 18,6.(2,2 – 2) + 17,98.9 + 19,3.4,3 + 18,78.14,5 = 520,84

2
1 2 3 4
(3,6 ). (3,6 2,2 9 4,3 14,5).10 336( / ).
n
u h h h h kN m
γ
= + + + + = + + + + =
Vậy : σ' =520,84 – 336 = 184,84 (kN/m
2
) = 0,18 (N/mm
2
).
11
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Số SPT tại lớp 4 gần mũi cọc: N = 21 ; D =450mm; A
p
= 202500 mm
2
;
D
b
= 14,5m = 14500 mm.
=>
orr 10
1,92
0,77.log .21

0,18
c
N
 
=
 
 
= 16,6 (Búa/300mm).
=>
0,038.16,6.14500
20,33
450
p
q
= =
(N/mm
2
) .
q
l
= 0,4.16,6 =6,64 (N/mm
2
) => q
p
> q
l
=> chọn q
p
= 6,64 (N/mm
2

).
=> Q
p
= 6,64.202500 = 1344600 (N) = 1344,6 (kN).
3.Sức kháng tính toán của cọc đơn:
P
tt
= min (P
r
; Q
r
).
Trong đó Q
r
= φ
qP
.Q
P
+ φ
qS
.Q
S

= (0,7 + 0,45).(1344,6 + 56,133) + (0,7 +0,45).(1,276 + 232,994)
= 1716,96 (kN/m
2
).
=> P
tt
= 1716,96 (kN/m

2
).
♦ CHỌN SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MÓNG:
1.Tính số lượng cọc:
Số lượng cọc sơ bộ được tính theo công thức sau:
7097,8
96,1716
15409,19
≤===
tt
tt
c
P
N
n
Chọn số cọc thiết kế là n
c
= 28 cọc.
Trong đó:
n
c
: số cọc trong móng.
N
tt
: lực thẳng đứng ở trạng thái cường độ.
P
tt
: Sức kháng tính toán của cọc đơn.
2. Bố trí cọc trong móng:
a. Bố trí cọc trong móng

- Các cọc được bố trí theo hình 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
= 28 cọc.
12
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
+ Số hàng cọc theo phương dọc cầu: n = 4.
Bố trí khoảng cách tim các hàng cọc theo phương dọc cầu là : a = 1200 mm.
+ Số hàng cọc theo phương ngang cầu: m = 7.
Bố trí khoảng cách tim cac hang cọc theo phương ngang cầu là: b = 1200 mm.
Khoảng cách tim tới tim cọc thỏa mãn :
2,5 2,5.450 1125
750
d mm
mm
≥ = =


≥

Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phương dọc và ngang
cầu là : c
1
=c
2
=500mm.
b. Kích thước bệ cọc sau khi bố trí:
Kích thước

mặt dưới:
B= 3.1200
+ 2.500 =
4600mm.
L= 6.1200
+ 2.500 =
8200mm.
c. Tính thể tích bệ cọc:
3
. . 4,6.8,2.2,5 94,3( ).
b b
V B L H m
= = =
3. Chuyển tổ hợp tải trọng về đáy bệ:
3.1 Tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
-Tải trọng thẳng đứng ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
1
( ).
sd sd bt n b
N N V
γ γ
= + −
= 10727,36+ (24,5 – 10).94,3 = 12094,71 kN.
-Tải trọng ngang ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
1
110 .
sd sd
H H kN
= =
-Mômen ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:

13
8200
4600
7200
500
500
500
3600
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
KNmhHMM
bsdsdsd
22075,2.1101932.
11
=+=+=
3.2 Tổ hợp tải trọng tính ở trạng thái gới hạn cường độ:
-Tải trọng thẳng đứng ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu:
1
.( ).
cd cd t bt n b
N N n V
γ γ
= + −
=15409,19 + 1,25.(25,4 -10).94,3 = 17224,275 kN.
-Tải trọng ngang ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu:
1
192,5 .
cd cd
H H kN
= =

-Mômen ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu:
KNmhHMM
bcdcdcd
25,38625,2.5,1923381.
11
=+=+=
Bảng 2-3: Tổ hợp tải trong thiết kế tính đến MNTN tại cao độ đáy bệ:
Tên tải trọng Đơn vị Sử dụng Cường độ I
Tải trọng thẳng đứng kN 12094,71 17224,275
Tải trọng ngang kN 110 192,5
Mômen kN.m 2207 3862,25

♦ KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ I:
1.Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn:
Nmax=815,26 (kN)
b.Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn:
Nmax +
∆
N
≤
Ptt
Trong đó :
Ptt :Sức kháng tính toán chịu nén của cọc đơn
∆
N: Trọng lượng bản thân cọc
Nmax: Nội lực tác dụng lớn nhất lên 1 cọc.
Nmax +
∆
N=815,26+28.(24,5-10).
2

0,45
=897,475(kN)
≤
Ptt=1815,05(kN)
a.Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc: 2. Kiểm toán sức kháng dọc truc nhóm
cọc:

.
c R R g
V Q Q
ϕ
≤ =
=
1g
ϕ
Q
g1
+
2g
ϕ
Q
g2
Trong đó :
14
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
V
c
: tổng lực gây nén nhóm cọc đã nhân hệ số, V
c

= 17528,015 kN.
Q
R
:Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc.

R
ϕ
: các hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc.
1g
ϕ
,
2g
ϕ
: Hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc trong đất dính, đất rời.
Q
g1
, Q
g2
: Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc trong đất dính,đất rời.
Q
g
:Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc,xác định như sau:
a.Đất dính:
Q
g1
= min (η.Tổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn; Sức kháng trụ tương
đương)= min (Q
1
;Q
2

)
Trong đó :
Q
1
: η.Tổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn trong đất dín
Q
2 :
Sức kháng trụ tương đương
η : hệ số hữu hiệu lấy như sau:
Nếu như bệ cọc không tiếp xúc chặt chẽ với đất, và nếu đất trên bề mặt là nền
mềm yếu khả năng chịu tải riêng từng cọc phải được nhân với hệ số hữu hiệu
η,được lấy như sau:
+ η = 0,65 với khoảng cách tim đến tim bằng 2,5 lần đường kính.
+ η = 1,0 với khoảng cách tim đến tim bằng 6 lần đường kính.
Mà ta bố trí khoảng cách tim đến tim bằng
1200 8
450 3
=
lần đường kính cọc do đó ta
nội suy
η
1.0 0.65 8
1.0 6 0.67
6 2.5 3
η
−
  
= − − =
 ÷ ÷
−

  
●Xác định Q
1
:
15
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Tổng sức kháng của cọc đơn trong đất dính :
Q
s
= Q
s1
+ Q
s3
= 8,424 + 224,57 = 232,994 kN.
Vậy Q
1
= n.Q
s
.
η = 28.232,994.0,67 = 4370,97 kN.
● Xác định Q
2
:
Tính với lớp đất 1 và 3 sức kháng đỡ của phá hoại khối được xác định bằng công
thức:

2
(2 2 ). . . . .
u c u

Q X Y Z S X Y N S
= + +
Tác động của nhóm cọc như một móng
khối
Trong đó :
X : Chiều rộng của nhóm cọc.
Y : Chiều dài của nhóm cọc.
Z :Chiều sâu của nhóm cọc.
N
c
: Là hệ số phụ thuộc tỉ số Z/X
u
S
: Cường độ chịu cắt không thoát nước dọc theo chiều sâu cọc (MPa).
S
u
: Cường độ chịu cắt không thoát nước ở đáy móng.
Ta có :
X = 3.1200 + 450 = 4050 mm =4,05 m.
Y = 6.1200 + 450 = 7650 mm =7,65 m.
Do mũi cọc đặt ở lớp đất số 4 nên :
2
(2 2 ). .
u
Q X Y Z S
= +
Lớp 1 :
Z = ((-2) – (-2,2) = 0,2 m.
u
S

=
S
u
=23,4 (kN/m
2
).
16
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
1
2
(2.4,05 2.7,65).0,2.23,4 109,512( )
lop
Q kN
⇒ = + =
Lớp 3:
Z = ((-11,2) – (-15,5)) = 4,3 m.
u
S
=
S
u
= 30,8 (kN/m
2
).
3
2
(2.4,05 2.7,65).4,3.30,8 3099,096( )
lop
Q kN

⇒ = + =
Vậy Q
2
= 109,512 + 3099,096 =3208,608 (kN).
Do đó : Q
g1
= min {Q
1
;Q
2
} = min{4370,97 ; 3208,608} = 3208,608 (kN).
Với φ
g1
= 0,7.
b. Đất rời:
Q
g2
= η.tổng sức kháng dọc trục của cac cọc đơn.
Trong đó : η :hệ số hữu hiệu lấy = 1.
● Sức kháng thân cọc của cọc đơn lớp 2, lớp 4 là :
Q
s2
= 0,175 kN ; Q
s4
=1,101 kN.
Vậy tổng sức kháng thân cọc của nhóm cọc trong đất cát là:
2 4
.( ) 28.(0,175 1,101) 35,73( )
s s s
Q n Q Q kN

∑ = + = + =
● Mũi cọc đặt tại cao độ -30m của lớp số 4, Sức kháng mũi cọc của nhóm cọc:
. 28.1344,6 37648,8( )
p p
Q n Q kN
∑ = = =
Do đó : Q
g2
= 35,73 + 37648,8 = 37684,53 (kN).
Với φ
2
= 0,45.
Vậy sức kháng dọc trục của nhóm cọc :
Q
R
= 0,7. 3208,608 + 0,45.37684,53 = 19204,06 kN ≥ V
c
=
17528,015 kN => Đạt
yêu cầu.
♦ KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG:
1. Xác định độ lún ổn định:
a.Công thức xác định:
17
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
●Lún của móng cọc trong đất rời :
Sử dụng SPT :
orr
30. . .

c
q I B
N
ρ
=
Trong đó :
'
1 0,125. 0,5
D
I
B
= − ≥
và
0
N
q
S
=

orr 10
'
1,92
0,77.log .
c
v
N N
σ
 
=
 

 
Do lớp đất 1,2,3 là lớp đất yếu, lớp đất 4 là lớp đất tốt nên độ lún ổn định của kết
cấu móng được xác định theo móng tương đương, theo sơ đồ hình vẽ:
Ta co D
b
= 14,5m = 14500 mm. Móng tương đương nằm trong lớp đất 4 và cách
đỉnh lớp một khoảng
2
2.14500
9666,67 .
3 3
b
D
mm
= =
Trong đó :
ρ
: Độ lún của nhóm cọc (mm)
q : Áp lực móng tĩnh tác dụng tại 2D
b
/3 cho tại móng tương đương. Áp lực này
bằng với tải trọng tác dụng tại đỉnh của nhóm cọc được chia bởi diện tích móng
18
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
tương đương và không bao gồm trọng lượng của các cọc hoặc của đất giữa câc
cọc(MPa).
N
0
: Tải trọng thẳng đứng tại đáy bệ ở TTGHSD ,N

0
=
12094,71kN
S : diện tích móng tương đương.
B : chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc. (mm).B = 4050 mm.
D
b
: Độ sâu chôn cọc trong lớp đất chịu lực.
D’ : độ sâu hữu hiệu lấy bằng 2D
b
/3 (mm),D’ = 9666,67 mm.
I : hệ số ảnh hưởng của chiều sâu chôn hữu hiệu của nhóm,
9666,67
1 0,125. 0,7
4050
I
= − =
>0,5
N
corr
: giá trị trung bình đại diện đã hiệu chỉnh cho số đếm SPT của tầng phủ trên
độ sâu B phía dưới đế móng tương đương (Búa/300mm).
N : số nhát búa chưa hiệu chỉnh (Búa/300mm).
'
v
σ
: ứng suất thẳng đứng hữu hiệu (MPa).
▪ Tính q:
Kích thước của móng tương đương :
+ Chiều rộng móng tương đương chính bằng khoảng các 2 tim cọc xa nhất theo

chiều ngang cầu + đường kính cọc:
B
tđ
= 3.1,2 + 0,45 = 4,05 m.
+ Chiều dài móng tương đương chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo
chiều dọc cầu + đường kính cọc:
L
tđ
=6.1,2 + 0,45 = 7,65 m.
Diện tích móng tương đương là S = B
tđ
. L
tđ
= 4,05.7,65 = 30,9825 m
2
.
Do đó
2 2
12094,71
390,372( / ) 0,390( / )
30,9825
q kN m N mm
= = =
.
▪ Tính N
corr
:
19
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc

- Xác định N: N được lấy bằng giá trị trung bình của số đếm SPT của lớp đất được
giới hạn từ đáy móng tương đương tới độ sâu một khoảng B = 4,05 m.
Ta có :
Cao độ đỉnh lớp tính lún là : -19,3 – D’ = -19,3 – 9,667 = -28,667 m.
Cao độ đáy lớp tính lún là : -28,667 – B = -28,667 – 4,05 = -32,717 m.
Nội suy ta đươc N = 21 (Búa/300mm).
- Tính σ
v
’ : Tính từ mặt đất sau xói đến độ sâu dưới móng tương đương một
khoảng B.
'
v
σ
= σ – u
σ: Ứng suất tổng (kN/m
2
).
u : Áp lưc nước lỗ rỗng ứng với MNTN ( kN/m
2
), MNTN = 3,10 m.
1 1 2 2 3 3 4
.( ) . . .[ 19,3 ( 32,717)]
x
h h h h
σ γ γ γ γ
= − + + + − − −
σ= (2,2 – 2).18,6 + 17,98.9 + 19,3.4,3 + 18,78.13,417 = 500,5 kN/m
2
.
u= (3,6 + h

1
+ h
2
+ h
3
+ [- 19,3 – (-32,717)]).γ
n
= ( 3,6 + 2,2 + 9 + 4,3 + 13,417).10 = 325,17 (kN/m
2
).
σ
v
=500,5-325,17 =175,33(KN/m
2
)=0,175(N/mm
2
)
)300/(82,1621
175.0
92.1
log77.0
10
mmBúaN
corr
=













=
ρ
=
corr
N
B.I.q30
=
mm39,35
82,16
4050.8.0.390,0.30
=
Vậy độ lún của cọc là : 35,39mm = 3,53cm.
●Lún của móng cọc trong đất dính :
1.1. Xác định ứng suất có hiệu do trọng lượng bản thân các lớp đất theo chiều sâu,
tính đến trung tâm của lớp đất :
20
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
ứng suất có hiệu do trọng lượng bản thân các lớp đất theo chiều sâu được xác
định theo công thức :

1
.

'
0
n
i
i
h
dni
σ γ
=
=
∑
Trong đó :
= −
dn n
γ γ γ
: Trọng lượng đẩy nổi của các lớp đất
γ
: Trọng lượng riêng của các lớp đất
n
γ
: Trọng lượng riêng nước.
( )
3
n
10 kN / m
γ =
' 2
3 3
0 1 1
.

(19,3 10).4,3
. (18,6 10).(2,2 2) 21,715( / )
2 2
dn
dn
h
h kN m
γ
σ γ
−
= + = − − + =
1.2. Xác định ứng suất gia tăng do tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng gây ra
Độ tăng ứng suất có hiệu tại giữa lớp đất tính lún do tải trọng ở trạng thái sử dụng
gây ra được xác định theo công thức sau :
( ) ( )
σ
∆ =
+ +
'
V
B z L z
g g
i i
Trong đó :
σ
∆
'
: Độ tăng ứng suất có hiệu tại giữa lớp đất do tải trọng ngoài gây ra
V : Tải trọng thẳng đứng theo trạng thái giới hạn sử dụng.V = 12094,71kN
B

g
: Chiều rộng trên mặt bằng của nhóm cọc (Khoảng cách 2 mép cọc ngoài cùng)
L
g
: Chiều dài trên mặt bằng của nhóm cọc (Khoảng cách 2 mép cọc ngoài cùng)
Z
i
: Khoảng cách từ vị trí 2D
b
/3 đến trọng tâm lớp đất cần tính.
Từ các tính toán ở trên ta có :
( )
g
B 3 1.2 0,45 4,05 m
= × + =
( )
g
L 6 1.2 0,45 7.65 m
= × + =
21
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Ta có D
b
= 14,5 m =>
2
9,67
3
b
D

m
=
=>
4,3
9,67 11,82 .
2
i
Z m
= + =
Độ sâu đặt móng tương đương là : H
tđ
= 15,5 + 9,67 = 25,17 m.
Ta có ứng suất có hiệu tại giữa lớp đất do tải trọng ngoài gây ra là:
( ) ( )
( ) ( )
σ
∆ = = =
+ +
+ +
2
12094,71
'
39,14( / )
4,05 11,82 . 7,65 11,82
V
kN m
B z L z
g g
i i
Với áp lực tiến cố kết

' 2
189( / )
p p
kN m
σ σ
= =
(đầu bài cho).
Ta thấy
' '
0 p
σ σ
<
=> đất quá cố kết ban đầu, công thức xác định độ lún là :

( )
' '
' '
0 0
.log .log
1
p f
c
c cr c
p
H
S C C
e
σ σ
σ σ
 

 
= +
 
 
+
 
 
 
Trong đó :
H
c
: Chiều cao của lớp đất chịu nén (mm).
e
0
: Tỷ số rỗng tại ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu.
C
cr
: chỉ số nén ép lại, được xác định từ thí nghiệm.
C
c
: chỉ số nén ép, được xác định từ thí nghiệm.
'
p
σ
: ứng suất hữu hiệu thẳng đứng lớn nhất quá khứ trong đất tại điểm giữa của lớp
đất đang xét (MPa)(còn gọi là áp lực tiền cố kết).
'
0
σ
: ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu trong đất tại điểm giữa của lớp đất đang

xét (MPa).
'
f
σ
: ứng suất thẳng đứng cuối cùng hữu hiệu trong đất tại điểm giữa của lớp đất
đang xét (MPa),
' '
0
'
f
σ σ σ
= + ∆
, với Δσ’ là thành phần ứng suất có hiệu do tải trọng
ngoài gây ra.
22
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Tên
Lớp
Chiều
Dày
lớp đất
Chỉ số
nén lại
Chỉ số
nén
Áp lực
tiền cố
kết
Hệ số

rỗng
ban đầu
Ứng suất
có hiệu do
trọng
lượng đất
gây ra
Ứng suất
có hiệu do
tải trọng
ngoài gây
ra
Ứng suất
thẳng đứng
cuối cùng
hữu hiệu
Độ lún cố
kết của lớp
thứ i
H
c
(1)
C
c
(2)
C
r
(3)
σ
p

’
(4)
e
0
(5)
σ
0
’
(6)
Δσ’
(7)
σ
f
’
(8)=(6)+(7)
S
ci
3 4,3 0,161 0,019 189 0,687 21,715 39,67 61,385 0,36
Tổng cộng 0,36
Vậy độ lún của móng đối với đất dính là : 0,36m.
2.Kiểm toán chuyển vị ngang của đỉnh cọc:
Điều kiệm
u = 30,26mm < 38 mm
Vậy thỏa mãn.
Trong đó u:là chuyển vị ngang của đỉnh cọc lấy từ kết quả tính nội lực cọc.
. ♦ CƯỜNG ĐỘ CỐT THÉP CHO BỆ CỌC VÀ BỆ CỌC TÍNH MỐI NỐI THI
CÔNG CỌC :
1 Tính và bố trí cốt thép dọc cho cọc:
Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán và bố trí cốt thép là chiều dài đúc cọc :
L

c
= 30,6 (m) .Được chia thành 3 đốt ,mỗi đốt có chiều dài L
d
= 10,2 (m). Ta đi
tính toán và bố trí cho từng đốt cọc.
a) Tính momen theo sơ đồ cẩu cọc và treo cọc:
*Momen lớn nhất dung để bố trí cốt thép:

max(1) max(2)
max( ; )
tt
M M M
=
Trong đó :
M
max(1)
: Mô men trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
M
max(2)
: Mô men trong cọc theo sơ đồ treo cọc.
a.1)Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
23
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Các móc cẩu đặt cách đầu cọc một đoạn :
a =
( )
0.2 0.2 10,2 2,04
d
L m

= × =
Trọng lượng bản thân cọc được xem như tải trọng phân bố đều trên cả chiều
dài đoạn cọc
( )
2
1
24.5 0.45 4.96 /
= × = × =
bt
q A kN m
γ
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :
Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là :

( )
( )
−
−
= = =
d d
max 1
ql (l 4.a)
4,96.10(10 4.2,2)
M 7,44 kN.m
8 8
a.2) Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc
Móc được đặt cách đầu cọc một đoạn
( )
= × = × =
d

b 0.294 L 0.294 10,8 3,18 m
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :
2,04
6
2,04
12.4
10,3210,32
24
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc

Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là :
( )
( )
=
max 2
M 25,08 kN.m
Vậy mô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép là :
( ) ( )
( )
( ) ( )
max 1 max 2
max ; max 7,44;25,08 25,08 .M M kN m
= = =
tt
M
b)Tính lượng cốt thép cần thiết: ( Theo môn học Kết cấu bê tông).
25