Tính toán thiết kế chung cư Hiệp Phú

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM
KHOA XÂY DỰNG

HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUY
NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP


PHỤ LỤC THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KỸ SƯ XÂY DỰNG



ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHUNG CƯ HIỆP PHÚ









SVTH : NGUYỄN ĐÌNH PHAN
LỚP : 08HXD2
MSSV : 08B1040157

THÁNG 10 - 2010

ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 186 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
CHƯƠNG 1
ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

1.1. MÔ TẢ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH:
Công tác khảo sát địa chất phục vụ công trình chung cư Hiệp Phú với khối lượng
khảo sát gồm 2 hố khoan, nền đất tại đây được cấu tạo bởi 5 lớp đất như sau:
1.1.1. Mặt cắt địa chất công trình:

Hình 5.1 Mặt cắt địa chất công trình



1.1.2. Mô tả tình hình địa chất công trình:
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 187 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu đã khảo sát là 44 m , nền đất được cấu tạo bởi 6 lớp
đất thể hiện rõ trên các hình trụ hố khoan và mặt cắt địa chất công trình.
1.1.2.1. Lớp đất số 1:
Là lớp đất đắp ; bề dày tại H =1.3m
1.2.1.2. Lớp đất số 2:
Sét pha cát lẫn sỏi sạn Laterite- trạng thái dẻo cứng, là lớp đất tốt
Lớp đất số 2 có bề dày H =5.70m tại cao độ -7.0m. Tính chất cơ lý đặc trưng

của các lớp như sau:
 Độ ẩm : W = 21 %
 Dung trọng tự nhiên : 
w
= 1.956 g/cm³
 Dung trọng khô : 
k
= 1.617 g/cm³
 Dung trọng đẩy nổi : 
đn
= 1.016 g/cm³
 Lực dính đơn vị : C = 0.265 Kg/cm²
 Góc ma sát trong :  = 13
0
35
’

1.2.1.3. Lơp đất số 3:
Sét lẫn bột và ít cát , màu xám trắng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng. Lớp đất
số 3 có bề dày tại H =3.9m tại cao độ -10.9m
Tính chất cơ lý đặc trưng các lớp như sau:
 Độ ẩm : W = 24.2 %
 Dung trọng tự nhiên : 
w
= 1.919 g/cm³
 Dung trọng khô : 
k
= 1.545 g/cm³
 Dung trọng đẩy nổi : 
đn

= 0.982 g/cm³
 Lực dính đơn vị : C = 0.224 Kg/cm²
 Góc ma sát trong :  = 14
0
20’
1.1.2.4. Lớp đất số 4:
Sét pha nhiều cát, màu xám trắng nâu đỏ nhạt, dẻo cứng, có bề dày tại
H

=2.7 m tại cao độ -13.6m
Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau:
 Độ ẩm : W = 21 %
 Dung trọng tự nhiên : 
w
= 2.00 g/cm³
 Dung trọng khô : 
k
= 1.653 g/cm³
 Dung trọng đẩy nổi : 
đn
= 1.036 g/cm³
 Lực dính đơn vị : C = 0.150 Kg/cm²
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 188 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
 Góc ma sát trong :  = 15
0
00
’

1.1.2.5. Lớp đất số 5:
Sét lẫn bột màu nâu nhạt, xám trắng, trạng thái nửa cứng. Lớp số 5 có bề dày tại H
=13m tại cao độ -26.6m
Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau:
 Độ ẩm : W = 24.4 %
 Dung trọng tự nhiên : 
w
= 1.917 g/cm³
 Dung trọng khô : 
k
= 1.541 g/cm³
 Dung trọng đẩy nổi : 
đn
= 0.974 g/cm³
 Lực dính đơn vị : C = 0.208 Kg/cm²
 Góc ma sát trong :  = 15
0
50’
1.1.2.6. Lớp đất số 6:
Cát vừa đến cát mịn lẫn bột, màu xám trắng, trạng thái bời rời có bề dày H

=16.5m.
tại cao độ -44m
Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau:
 Độ ẩm : W = 25.6 %
 Dung trọng tự nhiên : 
w
= 1.913 g/cm³
 Dung trọng khô : 

k
= 1.523 g/cm³
 Dung trọng đẩy nổi : 
đn
= 0.951 g/cm³
 Lực dính đơn vị : C = 0.025 Kg/cm²
 Góc ma sát trong :  = 27
0
05
’

1.1.3. Tình hình địa chất thủy văn:
Về mặt địa chất thuỷ văn, mực nước ngầm được quan sát tại 2 vị trí hố khoan trong
thời điểm khảo sát, mực nước xuất hiện ở độ sâu cách mặt đất hiện hữu tại H=3.0m.
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 198 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
Bảng 5.1 Tính chất cơ lý của các lớp đất
Lớp
đất
MÔ TẢ ĐẤT
Độ
ẩm tự
nhiên
Dung trọng
Tỷ
trọng
Độ
bão

hòa
Độ
rỗng
Hệ số
rỗng
Giới hạn chảy dẻo
Độ
sệt
Nén
đơn
Q
u

Lực
dính C
Góc
ma sát
trong
g/cm3
G.hạn
nhão
G.hạ
n dẻo
Chỉ
số
dẻo
Tự
nhiên
Khô
Đẩy

nổi
W%

tn


k


đn


s

S%
n%

0

W
ch

W
d

I
p

B
kG/c

m
2

KG/cm
2

KG/cm
2

2
Sét pha cát lẫn sỏi sạn Laterite-
trạng thái dẻo cứng, là lớp đất tốt
21.0
1.956
1.617
1.016
2.690
85.1
39.9
0.664
33.9
17.1
11.7
0.27

0.265
13
0
35'
3

Sét lẫn bột và ít cát , màu xám
trắng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng
24.2
1.919
1.545
0.982
2.687
88
42.5
0.739
39.4
18
21.4
0.29

0.224
14
0
20'
4
Sét pha nhiều cát, màu xám trắng
nâu đỏ nhạt, dẻo cứng
21
2.00
1.653
1.036
2.68
90.6
38.3
0.621

29.5
16
13.5
0.37

0.15
15
0
00'
5
Sét lẫn bột màu nâu nhạt, xám
trắng, trạng thái nửa cứng
24.4
1.917
1.541
0.974
2.686
88.2
42.6
0.743
38
18.3
19.7
0.31

0.208
15
0
50'
6

Cát vừa đến cát mịn lẫn bột, màu
xám trắng, trạng thái bời rời
25.6
1.913
1.523
0.951
2.662
91.1
42.8
0.748

Không dẻo

-

0.025
27
0
05'
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 199 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH
PHAN
1.1.4. Đánh giá nhận xét điều kiện địa chất:
Kết quả khảo sát địa chất vị trí xây dựng cơng trình: Chung cư Hiệp Phúvới khối
lượng 2 hố khoan sâu 44m cho thấy:
- Lớp 1: là lớp đất đắp yếu
- Lớp 2: Sét pha cát lẫn sỏi sạn Laterite, trạng thái dẻo cứng, là lớp đất tốt.
- Lớp 3: lớp sét lẫn boat, trạng thái dẻo cứng là lớp đất tương đối tốt.

- Lớp 4: Lớp sét pha cát tương đối tốt.
- Lớp 5: là lớp sét trạng thái nửa cứng, là lớp đất tương đối tốt.
- Lớp 6: lớp cát trạng thái chặt vừa là lớp đất rất tốt.
1.1.5. Phân tích lựa chọn phương án móng:
Dựa vào địa chất cơng trình và tải trọng truyền xuống chân cột lớn, do đó phương án
móng tốt nhất cho cơng trình là móng cọc và khoan nhồi. Đối với móng cọc ta lựa chọn
phương án móng cọc ép là hợp lý hơn cọc đóng(ít gây chấn động). Bởi vì phương án móng
cọc ép có các ưu điểm sau:
+ Thích hợp với điều kiện xây chen, ít ảnh hưởng đến cơng trình lân cận.
+ Khơng gây tiếng động lớn.
+ Giá thành tương đối rẻ và được dùng phổ biến hiện nay.
Bên cạnh những ưu điểm, phương án cọc ép còn có một số khuyết điểm sau : trong
điều kiện địa chất gặp lớp đất cát có chiều dày lớn, các chướng ngại vật, thì việc hạ cọc
gặp khó khăn.
Trong những năm gần đây, để phục vụ cho vấn đề xây chen trong thành phố việc áp
dụng cọc ép, cọc khoan dẫn kết hợp với búa thủy lực để xây dựng các loại nhà cao tầng
khá phổ biến.
Phương pháp ép cọc có ưu điểm là khơng gây chấn động và tiếng ồn khi thi cơng
nhưng sức ép khơng lớn, chiều dài và tiết diện cọc bị hạn chế. Khi chiều dài cọc lớn thì
phải nối nhiều đoạn tốn thời gian thi cơng và thêm kinh phí. Khi ép cọc gặp lớp cát hoặc
đất dính ở trạng thái dẻo cứng thì khó ép cọc qua nếu sức ép khơng lớn. Chiều dài cọc
khoảng 26m.
Khi thi cơng đóng hoặc ép cọc thì khối đất cọc chiếm chỗ lớn, sẽ gây trồi rất nguy
hiểm cho các cơng trình lân cận. Do đó để khắc phục nhược điểm này thì ta chọn phương
pháp khoan dẫn áp dụng sẽ hợp lý hơn.



1.2 TÍNH TỐN NỘI LỰC CHO MĨNG :
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG

GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 200 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH
PHAN
3 4 5
A
B
C
D
M1
7000 7000
6000
10000
7000
22000
6
850085007000
21
M2
M2
M-1

MẶT BẰNG MĨNG
Từ kết quả nội lực của khung trục 5, ta chọn các cặp nội lực bất lợi nhất để tính
móng đó là:
(M
max
, N
tư
); (M

min
, N
tư
); (N
max
, M
tư
)
BẢNG CÁC CẶP NỘI LỰC BẤT LỢI CHO 4 MĨNG KHUNG TRỤC 5
Trục
Cặp nội lực
N
(T)
M
(Tm)
Q
(T)
Trục
A-5
M
max
, N
tu

327.7
14.9
7.68
M
min
, N

tu

10.4
1.07
1.15
N
max,
M
tu

376.2
12.5
7.06
Trục
B-5
M
max
, N
tu

536.5
34.6
16.18
M
min
, N
tu

30.6
2.42

1.71
N
max,
M
tu

615
34.3
17.75
Trục
M
max
, N
tu

594.4
32.3
14.84
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 201 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH
PHAN
C-5
M
min
, N
tu

19.0

0.90
0.21
N
max,
M
tu

594.4
32.3
14.84
Trục
D-5
M
max
, N
tu

354.7
10.3
4.64
M
min
, N
tu

26.3
0.86
1.52
N
max,

M
tu

354.7
10.3
4.64
*Nội lực tính tốn được lấy từ cặp nội lực gây bất lợi nhất .
- Chọn giá trị nội lực ở chân cột A5 là:
N
tt
=376.2 T
M
tt
=12.5 Tm
Q
tt
=7.06T
- Chọn giá trị nội lực ở chân cột B5 là:
N
tt
=615 T
M
tt
=34.3 Tm
Q
tt
=17.75T
- Chọn giá trị nội lực ở chân cột C5 là:
N
tt

=594.4 T
M
tt
=32.3 Tm
Q
tt
=14.84T
- Chọn giá trị nội lực ở chân cột D5 là:
N
tt
=354.7 T
M
tt
=10.3 Tm
Q
tt
=4.64T
* Ta thấy nội lực ở chân cột A5 & D5, B5 & C5 chênh lệch nhau khơng q 15% nội lực
nên ta chọn giá trị nội lực lớn hơn để tính cho cột còn lại.


ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 202 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH
PHAN
SƠ ĐỒ LỰC VÀ MĨNG
N
tt
=376.2 T N

tt
=615 T N
tt
=615 T N
tt
=376.2 T
M
tt
=12.5 Tm M
tt
=34.3 Tm M
tt
=34.3 Tm M
tt
=12.5 Tm
Q
tt
=7.06Tm Q
tt
=17.75Tm Q
tt
=17.75Tm Q
tt
=7.06Tm

ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 203 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
CHƯƠNG II
TÍNH MĨNG CỌC ÉP BTCT
Cọc ép được tính tốn theo các trạng thái giới hạn:
- Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH1 (cường độ) dùng tải trọng tính tốn để thiết
kế cọc, tính tốn đài cọc, kiểm tra khả năng chịu tải của cọc.
- Trạng thái giới hạn thứ hai TTGH2 (biến dạng) dùng tải trọng tiêu chuẩn để tính
lún móng, kiểm tra sức chịu tải của đất nền.
2.1 Chọn chiều cao đài và chiều sâu chơn móng:
- Chiều cao tối thiểu của đài xác định theo cơng thức:
H
đ
≥ a
c
+l
ngam
+20(cm)
Trong đó : a

c
cạnh lớn của cột
L
ngam
: chiều dài cọc ngàm vào cột, chọn l
ngam
=15cm
H
đ
≥ 80+15+20 cm=115cm
Chọn H
đ
=120cm=1.2m
- Chiều sâu chơn móng so với cốt nền tầng hầm là : H
m
= -1.2(m)
so với cốt ± 0.000 là :H
m
= - 4.00(m)
- Đài cọc được sử dụng Bêtơng B22.5 , Cốt thép AII có R
s
= 2800 daN/cm
2

2.2. Chọn vật liệu làm cọc:
Bê tơng dùng cho cọc B22.5 : Rb =130 daN/cm
2

 Cốt thép dùng thép AII: R
a

= 2800 daN/cm
2

Chọn tiết diện cọc : 0.3 x 0.3m
 A
P
= d x d = 0.3 x0.3 = 0.09m
2

u = 4d = 1.2 m
 Chọn sơ bộ số lượng thép trong cọc :
 Chọn 416 có F
a
= 8.04 cm
2
, đai 6
- Mũi cọc cắm vào lớp đất thứ 6 (lớp cát ) là lớp đất tốt một đoạn 1.25m
 Tổng chiều dài cọc ép là 24 m gồm 3 đoạn 8 m.
 Cọc neo vào đài 0.15 m, đoạn đập đầu cọc 0.5m
2.3. Kiểm tra cốt thép trong cọc khi vận chuyển và lắp dựng:
2.3.1. Khi vận chuyển:
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 204 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
M1
M2
M1
0.207L
0.207L

Mơment cọc khi vận chuyển
Trong đó :
 - Trọng lượng phân bố của cọc trên 1 m dài :
 q = b  h  
bt
= 0.3 x 0.3 x 2.5 x 1.1 = 0.248 (T/m)
- Moment cẩu lắp cọc :
22
max1
11
(0.207 ) 0.248 (0.207 8) 0.34
22
M q L Tm     

2.3.2.Khi lắp dựng :


0.294L
c
0.706L
c
L
c
q = 248 (kG/m)
2
DỰNG CỌC ĐỂ ÉP
M = 0.086 x q x Lc
0,706 L
c

0,294 L
c

Hình 5.4. Moment cọc khi cẩu lắp
22
max2
11
(0.294 ) 0.248 (0.294 8) 0.686
22
M q L Tm     

So sánh hai trường hợp Moment ta thấy :
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 205 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
M
max2
> M
max1
nên ta dùng M
max2
để kiểm tra vận chuyển , cẩu lắp
* Kiểm tra khả năng chịu lực cho phép là :
Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 3.5 cm  h
o
= 30 – 3.5 = 26.5 cm

5
0

0.686 10
1.027 2
0.9 0.9 2800 26.5
a
a
M
F cm
Rh

  
   
< 416 (8.04 cm
2
)
Vậy cốt thép cấu tạo trong cọc thỏa điều kiện vận chuyển và lắp dựng .

Chọn 2
12

(F
a
=2.26cm
2
) để làm móc cẩu cọc.
2.4 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC:
2.4.1 Sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu :
- Sức chịu tải tính tốn theo vật liệu của cọc được tính theo cơng thức sau :
P
vl
= m(m

R
R
b
F
b
+ R
a
F
a
)
- Trong đó:
m : Hệ số điều kiện làm việc, lấy m = 1 .
  : Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh. Khi
móng cọc đài thấp ; cọc khơng xun qua đất sét yếu, bùn, than bùn nên lấy  = 1.0
 m
R
: Hệ số điều kiện làm việc của bêtơng , Tiết diện cọc (30 x30)cm nên
lấy m
R
= 1.0
 F
b
: Diện tích tiết diện cọc, F
b
= 900 cm
2

F
a
: Diện tích tiết diện ngang cốt dọc, Với 4

16

có F
a
= 8.04 cm
2

=>Vậy khả năng chịu lực của cọc theo vật liệu :
P
v
= 1.0  1.0  (1.0  130  900 + 2800  8.04 ) = 139512 kG = 139.5(T)
2.4.2 Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:
- Sức chịu tải của cọc đóng (ép) dựa vào điều kiện của đất nền được xác định theo
phụ lục A, TCXD 205: 1998










n
i
iifPpRtc
lfmuAqmmQ
1

(5-5)
Trong đó : k
- Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất: m = 1.
- m
R
,m
f
: Hệ số làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt xung quanh có kể đến
phương pháp hạ cọc ( tra bảng A.3 trang 56 TCXD – 205 : 1998)
=> m
R
= 1.1
- A
p
: diện tích mũi cọc lấy bằng diện tích tiết diện ngang của cọc: A
p
=
0.09m
2


ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 206 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
- u : chu vi ngồi của tiết diện ngang của cọc: u = 120 cm=1.2m.
- l
i
: chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xun qua.
- f

i
: ma sát bên của lớp đất i ở mặt bên của thân cọc (T/m
2
), tra trong tiêu
chuẩn (Bảng A2).
- q
p
: cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (T/m
2
) được xác định bằng
cách tra bảng (Bảng A1).


Cấu tạo các lớp đất cọc xun qua
Tính chất cơ lý của các lớp đất bao quanh thân cọc.
Lớp
đất


(KN/m
3
)
,


(KN/m
3
)
C
(KN/m

2
)


2
19.5
10.16
26.5
13
0
35
’

ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 207 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
3
19.19
9.82
22.4
14
0
20
’
4
20
10.36
15
15

0
00
’
5
19.17
9.74
20.8
15
0
50
’

6
19.13
9.51
2.5
27
0
05
’


* Xác định trị số q
p
:Tra bảng A1-TCXD 205:1998, trang 428
- Độ sâu tính tốn ở mũi cọc: Z = -26.55 m so với mặt nền tư nhiên.
- Mũi cọc cắm vào lớp đất 6 là lớp cát vừa đến cát mịn lẫn bột, màu xám trắng,
trạng thái bời rời
q
p

= 359 (T/m²)
* Xác định trị số f
i
: Tra trong bảng A2 của TCXD , tra bảng 205: 1998 nêu
trên ta được:
Độ sâu Z lấy từ mặt nền tự nhiên. Mực nước ngầm ở độ sâu 3.0m so với nền
đất tự nhiên.











Tính tốn lực ma sát thành cọc
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 208 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
Độ sệt Độ
h
i
(m) f
si
m
f

.l
i
.f
i
B
Sâu Z (m)
f
i
(T/m
2
)
(T)
0.27
3.45 1.5 2.66 0.9
3.59
0.27
4.95 1.5 4.48 0.9
6.05
0.29
6.65 1.9 4.265 0.9
7.29
0.29
8.6 2 4.46 0.9
8.03
0.37
10.25 1.3 3.76 0.9
4.40
0.37
11.6 1.4 5.349 0.9
6.74

0.31
13.3 2 4.93 0.9
8.87
0.31
15.3 2 5.1 0.9
9.18
0.31
17.3 2 5.33 0.9
9.59
0.31
19.3 2 5.53 0.9
9.95
0.31
21.3 2 5.73 0.9
10.31
0.31
23.05 1.5 5.905 0.9
7.97
0.31
24.55 1.5 6.055 0.9
8.17
6 Cát
25.8 1.25 3.675 1
4.59
104.75
Lớp đất
Đặc
điểm
mf
2

Sét pha
cát lẫn
5
Đất sét
trạng
thái nửa
cứng
TỔNG CỘNG
3
Sét lẫn
bột
4
Sét pha
cát

* Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:










n
1i
iifPpRtc
lfmuAqmmQ

= 1( 1.1x359x0.09 + 1.2x104.75) = 1445 kN=161.2T
* Sức chịu tải cho phép của đất nền:
Q
a1
=
161.2
115.14( )
1.4
tc
tc
Q
T
K


Trong đó, K
tc
= 1.4

1.75 Hệ số an tồn khi sức chịu tải xác định bằng tính tốn
và tuỳ thuộc vào số lượng cọc trong móng.
2.4.3 Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền: (tính theo phụ lục B
TCXD 205:1998)
Q
U
= Q
S
+ Q
P

- Trong đó :
+ Q
s
: sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc
+ Q
p
: sức chịu tải do áp lực đất tác dụng lên mũi cọc
- Sức chịu tải cho phép của cọc:
p
s
a
sp
Q
Q
Q
FS FS


+ Hệ số an tồn cho thành phần ma sát bên : FS
S
= 2
+ Hệ số an tồn cho sức chống dưới mũi cọc : FS
P
= 2
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 209 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
* Thành phần ma sát thành cọc:

Q
S
= A
S
. f
S
= u .f
Si.
.l
i

(5-8)
+ Ma sát tác dụng lên cọc: f
Si
= 
v
’. tg
a
(1-sin
a
) + c
a

+ 
v
’=∑ihi : là những ứng suất hữu hiệu theo phường thẳng đứng
+ 
a
góc ma sát giữa cọc và nền
+ Do cọc bêtơng nên các thơng số giữa cọc và đất nền: 

a
=  , c
a
= c
+ Độ sâu z (m) lấy từ mặt đất tự nhiên.
+ Mực nước ngầm ở độ sâu -3.00m so với mặt đất tự nhiên

- Tại lớp đất thứ 2: c
a
=2.65T/m,
03
13 35', 1.016 /
a
Tm



'2
2.7 1.016 1.5 1.016 4.267( / )
v i i
h T m

     


0 0 2
13 35'(1 sin13 35') 4.267 2.65 3.439( / )
si
f tg T m     

ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 210 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
- Tại lớp đất thứ 3: c
a
=2.24T/m,
03
14 20', 0.982 /
a
Tm



'2
2.7 1.016 3 1.016 1.95 0.982 7.706( / )
v i i
h T m

       


0 0 2
14 20'(1 sin14 20') 7.706 2.24 3.722( / )
si
f tg T m     

- Tại lớp đất thứ 4: c
a
=1.5T/m,

03
15 00', 1.036 /
a
Tm



'2
2.7 1.016 3 1.016 3.9 0.982 1.35 1.036 11.02( / )
v i i
h T m

         

0 0 2
15 00'(1 sin15 00') 11.02 1.5 3.689( / )
si
f tg T m     

- Tại lớp đất thứ 5: c
a
=2.08T/m,
03
15 50', 0.974 /
a
Tm



'

2
2.7 1.016 3 1.016 3.9 0.982
2.7 1.036 6.5 0.974 18.749( / )
v i i
h
Tm

      
    


0 0 2
15 50'(1 sin15 50') 18.749 2.08 5.946( / )
si
f tg T m     

- Tại lớp đất thứ 6: c
a
=0.25T/m,
03
27 05', 0.951 /
a
Tm



'
2
2.7 1.016 3 1.016 3.9 0.982
2.7 1.036 13 0.974 0.625 0.951 25.67( / )

v i i
h
Tm

      
      


0 0 2
27 05'(1 sin27 05') 25.67 0.25 7.4( / )
si
f tg T m     









Tính lực ma sát theo phụ lục B
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 211 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
L
i
C
a

f
si
l
i
.f
si
(m) (T/m2)
(T/m
2
)
(T/m)
2 3 0.265
13
0
35
’
1.016 4.267 3.439 10.32
3 3.9 0.224
14
0
20
’
0.982 7.706 3.722 14.52
4 2.7 0.15
15
0
00
’
1.036 11.02 3.689 9.96
5 13 0.208

15
0
50
’
0.974 18.749 5.946 77.30
6 1.25 0.025
27
0
05
’
0.951 25.67 7.4 9.25
Lớp đất


(T/m
3
)
(T/m
2
)

s si i
Q u f l


isis
lfuQ .


=1.2x(10.32+14.52+9.96+77.3+9.25)=145.6T

* Tính thành phần ma sát mũi cọc:
Q
p
= A
P
. q
P

(5-9)
Trong đó:
A
p
: Diện tích tiết diện ngang mũi cọc A
p
= 0.09 (m
2
)
q
p
: Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc
q
P
= c.N
c
+ 
v
’. N
q
+ ’.d.N


= c.N
c
+ 
v
’. N
q
(bỏ qua thành phần
’.d.N

cân bằng với lực đẩy nổi của cọc)
Trong đó:
 : Dung trọng đẩy nổi của đất ở độ sâu mũi cọc
c : Lực dính của lớp đất dưới mũi cọc (c=0.25T/m
2
)
N
c
, N
q
, N

: Hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát của đất 

v
’ =  
i
’.z
i
=1.016x2.7+1.016x3+0.982x3.9+1.036x2.7
+0.974x13+0.951x1.25=26.3 (T/m

2
)


=27
0
05
’


N
q
=15.896 , N
c
=29.236
 q
p
= 0.25x29.236+26.3x15.896= 425.4(T/m²)
 Q
P
= 0.09 x 425.4 = 38.3 T
* Sức chịu tải cực hạn :
Q
u
= Q
s
+ Q
p
= 145.6+38.3 =183.9 T
* Sức chịu tải cho phép :

Q
a2
= 145.6 / 2 + 38.3/2 = 91.95T
Kết luận : So sánh ba kết quả xác định sức chịu tải tính tốn của cọc theo điều kiện
vật liệu và theo điều kiện đất nền, thì ta thấy sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 212 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
lớn hơn sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền, nên để thiên về an tồn ta lấy trị số
nhỏ hơn để tính tốn, tức là lấy kết quả theo đất nền.
Tóm lại, sức chịu tải cho phép của cọc :
Q
a
= Min ( Q
VL
, Qa
1
, Qa
2
) =Min( 139.5;115.14 ; 91.95)T
Vậy cọc có sức chịu tải: 91.95T để tính tốn.
2.3.6. Tính các móng khung trục 5:
-Móng M1 (trục A & trục D)
-Tải trọng tính tốn:
N
tt
=376.2 T
M
tt

=12.5 Tm
Q
tt
=7.06Tm
N
tc
0
=376.2/1.15=327.13 T
M
tc
0
=12.5/1.15= 10.87 Tm
Q
tc
0
=7.06/1.15=6.14 Tm
2.3.6.1.Xác định sơ bộ diện tích đài cọc, số lượng cọc:
* Sơ bộ chọn diện tích đài cọc:
- Chọn sơ bộ khoảng cách giữa các cọc là 3d = 3 x 0.3 = 0.9m
- Ứng suất trung bình dưới đáy đài sẽ là:
 
2
2
91.95
113.5
0.9
3
a
tb
Q

d

  
T/m
2

Trong đó: Q
a
là sức chịu tải tính tốn của cọc.
- Diện tích đài cọc được xác định sơ bộ theo cơng thức:
d
F
tt
tb tb f
N
D




Trong đó:
+ N
tt
: tải trọng tính tốn thẳng đứng tác dụng lên đài cọc
+ D
f
: Chiều sâu đặt đài cọc tính từ sàn tầng hầm, D
f
= 1.2m
+ Trọng lượng riêng trung bình của lớp đất tính từ đáy đài cọc lên

lấy
tb

= 2g/cm
3
=2 T/m
3

Từ đó ta tính được diện tích sơ bộ của đài cọc như sau:

376.2
3.39 2
113.5 2.0 1.2
d
F cm


Chọn diện tích móng : 2.0x2.0m có Fd=4.00m2
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 213 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
* Chọn số lượng cọc trong đài:
- Tải trọng thẳng đứng tại đáy đài:

tt tt tt
tb f d d
N N D F N Q

   




- Đối với móng chịu tải trọng lệch tâm thì số lượng cọc được xác định theo cơng
thức sơ bộ như sau:

tt
c
a
N
n
Q





Trong đó:

: Hệ số xét đến ảnh hưởng của momen tác động lên móng cọc, lấy trong khoảng [1

1.5]
+ Qa : sức chịu tải cho phép tính tốn của cọc đơn (kN)
+ Qđ : trọng lượng đài và đất phủ lên đài cọc (kN)
Qđ = n

tb.Df.Fđ =1.1x2x1.2x4=10.56(T)
Lực dọc tính tốn tác dụng lên đế đài:
Ntt=376.2+10.56=386.8(T)
386.8

1.2 5.0
91.95
tt
c
a
N
n
Q

    

cọc
Vậy chọn số lượng cọc móng M1 trục A5 là 5 cọc
5.3.6.2.Bố trí cọc trong đài:
- Khoảng cách từ mép cọc ngồi cùng đến mép đài chọn là 0.15m
- Khoảng cách sơ bộ giữa các cọc: L

(3d – 6d)m, chọn L=4.67d=1.4m
- Khoảng cách cọc ngàm trong đài: 0.15m.
- Khoảng cách neo cốt thép cọc vào đài: Lneo = 0.5m.

ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 214 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
2000
2000
300 1400 300
300
1400

300

Mặt bằng bố trí cọc móng M1
2.3.6.3. Kiểm tra thiết kế móng cọc:
* Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc :
-Lực tác dụng lên các cọc:
Ntt=N+Q
đ
= 376.2+10.56=386.8(T)
Mtt=M+Q.h
đ
= 12.5+7.06x1.2=20.97 (T.m)
Trong đó:
Q : lực cắt tính tốn
M: Mo men tính tốn
h
đ
: Chiều cao đài móng
* Tải trọng tác dụng lên cọc ở hàng cọc biên:

2
max
minmax,
i
tt
c
tt
x
xM
n

N
P




Trong đó :
Mtt : momen uốn tính tốn ở đáy đài (có kể lực cắt tại chân cột)
x
max
: khoảng cách từ trục chính của đài cọc trên mặt bằng tới trục của hàng cọc
biên
x
i
: khoảng cách từ trục chính của đài cọc trên mặt bằng tới trục của mỗi cọc (tồn
bộ cọc trên đáy đài)
Ta có : x
max
=
1.4
0.7
2
m

n
c
= 5

2 2 2 2 2 2 2
1 2 3 4 max

4 4 0.7 1.96
i
x x x x x x m        


ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 215 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN



max
max,min
2
386.8 20.97 0.7
5 1.96
tt
tt
ci
Mx
N
P
nx


   


P

max
= 77.36 + 7.49 = 84.85 (T) < Q
a
= 91.95 (T)
P
min
= 77.36 – 7.49 = 69.87 (T) > 0
Ta thấy : P
max

=84.85 < Q
a
=91.95T : cọc đủ khả năng chịu lực, thỏa mãn điều
kiện áp lực lớn nhất truyền xuống hàng cọc nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin>0
nên khơng cần kiểm tra nhổ.
* Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước:
- Xác định kích thước khối móng qui ước :
- Khối móng qui ước được xác định bằng góc mở
4
tb



từ các mép ngồi của
cọc biên tại cao trình đáy đài,
với
ii
tb
i
h

h





=
3 13 35' 3.9 14 20' 2.7 15 00' 13 15 50' 1.25 27 05'
15 48'
23.85
o o o o o
o
        


4
tb



=
15 48
3 57'
4
o
o


tg


= tg 3
0
57
’
= 0.069
* Kích thước đáy móng khối qui ước
Chiều dài của đáy móng khối quy ước :
a
m
= a + 2 x h
c
x tg

= 2 + 2 x 23.85 x 0.069 = 5.3(m)
Bề rộng của khối móng quy ước:
B
m
= b + 2 x h
c
x tg

= 2 + 2 x 23.85 x 0.069 = 5.3(m)

F
m
= (5.3 x 5.3)=28.09m
* Xác định trọng lượng của móng khối qui ước :
- Trọng lượng đất phủ trên đài:
Q
1

= n x F
m
x 
tb
x h = 1.1 x 28.09 x 2 x 2.7 = 166.9 (T)
h: độ sâu chơn đài
- Trọng lượng cọc 0,3 x 0,3m dài 23.85(m)
Q
2
= n x n
c
x F
c
x L
c
x 
bt
=1.1 x 5 x 0.3 x 0.3 x 23.85 x 2.5 = 29.51 (T)
- Trọng lượng đất từ mũi cọc đến đáy đài :
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 216 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN

2
3 1.016 3.9 0.982 2.7 1.036 13 0.974 1.25 0.951 23.53( / )
ii
h T m

          


Q
3
= (F
m
- n
c
F
c
)



i
x h
i


= (28.09-5x0.09)x 23.53 = 650.4 (T)
- Trọng lượng móng khối quy ước :
Q
m
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
= 166.9+29.51+650.4 = 846.8 (T)
* Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất kể từ mũi cọc trở lên

mm
m
tb
hF
Q



=
846.8
1.203
28.09 25.05


(T/m
3
)
Trong đó : h
m
là chiều cao móng khối quy ước , từ mặt sàn tầng hầm đến mũi cọc
h
m
= H
m
+ L
c
= 1.2 + 23.85 = 25.05 (m)
* Nội lực tiêu chuẩn gây ra tại đáy móng khối quy ước :
N

tc
= N
tc
0
+ Q
m
= 327.13+846.8 = 1173.9 (T)
M
tc
= M
tc
0
+ Q
tc
0
h
c
= 10.87+6.14x23.85 = 157.3 Tm
* Ap lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước :
Cường độ tính tốn của đất ở đáy khối móng quy ước :
R
tc
=
 
'
12
tc
mm
tc
mm

A B B h D C
K

       

Trong đó: m
1
: Hệ số điều kiện làm việc của đất nền
m
2
: Hệ số điều kiện làm việc của nhà có tác dụng qua lại với nền
Tra bảng m
1
= 1.2 ; m
2
= 1.23 (nội suy)
K
tc
= 1 Hệ số tin cậy lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất
 : Góc ma sát trong lớp đất dưới đáy móng khối quy ước ( = 27
0
05’)
(Tra bảng 2-1 trang 64 sách “Nền Và Móng các cơng trình dân dụng và cơng
nghiệp” của “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”) và nội suy :
=> A = 0.913 ; B = 4.651 ; D = 7.157


:

Trị tính tốn thứ hai trung bình của lớp đất nằm trực tiếp dưới đế móng

’

:

Trị tính tốn thứ hai trung bình của trọng lượng thể tích .
=> 

= 0.951 (T/m
3
) ; ’ = 
tb
= 1.203 (T/m
3
)
C
tc

: Lực dính đơn vị lớp đất tại mũi cọc (C
tc

= 0.25 T/m
2
)
h
m
: Chiều cao móng khối qui ước (h
m
= 25.05 m)
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 217 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN
R
tc
=
 
2
1.2 1
0.913 5.3 0.951 4.651 25.05 1.203 7.157 0.25 175 .9( / )
1
Tm

        

Vậy : 1.2 x R
tc
= 1.2 x 175.9 = 211.1 (T/m
2
)
* Ưng suất dưới đáy móng khối qui ước :

tc
max, min
=
m
tc
m
tc
W
M

F
N

=
2
1173.9 157.3 6
28.09 5.3 5.3




Trong đó : W
m
=
2
2
5.3 5.3
66
mm
BA



Vậy : 
tc
max
= 41.79 + 6.34 = 48.13 (T/m
2
) < 1.2 x R
tc

= 211.1 (T/m
2
)

tc
min
= 41.79 - 6.34 = 35.45 (T/m
2
) > 0

tc
tb
=
m
tc
F
N
=
1173.9
41.79
28.09

(T/m
2
) < R
tc
=

175.9 (T/m
2

)
 Thõa mãn điều kiện. Vậy nền đất dưới đáy móng khối qui ước ổn định.

500
1200
150
N=1173.9T
M=157.3T
5300
3
0
57'
23850

Móng khối quy ước
* Kiểm tra lún dưới đáy móng qui ước:
- Dùng phương pháp phân tầng cộng lún :
ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 218 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN


i
SS
Trong đó :
i
tb
ii
h

E
S 


0

- Ap lực bản thân tại mũi cọc :

bt
=
)(


ii
h

= 1.203 x 25.05 = 30.14 (T/m
2
)
- Ap lực gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối qui ước :
P
0
= 
gl

= 
tc
tb
-


bt
= 41.79 – 30.14 = 11.65 (T/m
2
)
Tại giữa mỗi lớp đất ta xác định các trị số :

z
gl

= k
0
x P
0
: Áp lực gây lún tại độ sâu z

2/)(
1

zi
gl
zi
gl
z
tb


Trị số k
0
tra bảng tra trong bảng 3-7 sách “HDĐA NỀN VÀ MĨNG” ứng với
B

Z2

và tỷ số
B
L
=
m
m
B
A
= 1
- Chia nền đất dưới mũi cọc thành các lớp có chiều dày:
5.3
1.325
44
i
B
hm  
, lấy h
i
=1m
Chia nền thành các lớp có chiều dày 1m, ta lập bảng tính sau:

Điểm hi Z 2Z/B
mqu
A
mqu
/B
m
qu

K
0

zi
gl

z
bt


tb
z
m m (T/m
2
) (T/m
2
) (T/m
2
)
0 0
0
0.00 1 1 11.65 30.14 11.37
1 1
1
0.38 1 0.952 11.09 31.343 10.09
2 1
2
0.75 1 0.78 9.09 32.546 7.95
3 1
3

1.13 1 0.584 6.80 33.749 5.88
4 1
4
1.51 1 0.425 4.95 34.952

* Nhận xét : Tại độ sâu z = 4m dưới đáy móng có:

gl
Z4
= 4.95 < 0. 2x 
z
bt
= 0.2 x 34.952= 6.99(T/m
2
).
Modul biến dạng của lớp đất thứ 5 được thống kê trong xử lí địa chất : E
0
= 1577 (T/m
2
)


: hệ số phụ thuộc vào hệ số nở hơng µ lấy

= 0.8 theo quy phạm

* Độ lún của nền:
S =
0
.

gl
zi i
h
E



=
0.8
1577
(11.37+10.09+7.95+5.88) x 1