tính toán phương án móng cọc khoan nhồi

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
CHƯƠNG III :
TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
 ĐẶC ĐIỂM CỦA CỌC KHOAN NHỒI VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG :
- Cọc khoan nhồi là loại cọc được đổ bêtông tại chỗ và thi công bằng các
phương pháp khác nhau tùy theo yêu cầu truyền tải của công trình .
- Trong những năm 80, ở nước ta đã sử dụng loại cọc khoan nhồi bằng
phương pháp tạo lỗ thủ công để tạo nên cọc, cho đến nay đã sử dụng các thiết bò
hiện đại để tạo lỗ và nhồi bêtông vào lỗ khoan theo các biện pháp và qui trình thi
công khác nhau .
- Cọc khoan nhồi được sử dụng rộng rãi trong các ngành cầu đường , trong
các công trình thủy lợi, trong những công trình dân dụng và công nghiệp . Đối với
việc xây dựng nhà cao tầng ở các đô thò lớn trong điều kiện xây chen, khả năng áp
dụng cọc khoan nhồi đã được phát triển và có những tiến bộ đáng kể .
- Những ưu, khuyết điểm của cọc khoan nhồi :
 Những ưu điểm chính cần phát huy triệt đe å :
- Có khả năng chòu tải lớn. Sức chòu tải của cọc khoan nhồi với đường kính
lớn và chiều sâu lớn có thể đạt đến ngàn tấn.
- Không gây ra ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh,
thích hợp với việc xây chen ở các đô thò lớn, khắc phục được các nhược điểm của
các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này
- Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện
nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn
hơn. Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m. Trong điều kiện thi
công cho phép, có thể mở rộng đáy hoặc mở rộng bên thân cọc với các hình dạng
khác nhau như các nước phát triển đang thử nghiệm.
- Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thướng ít hơn so với cọc đóng
(đối với cọc đài thấp).
-Có khả năng thi công cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ.
 Những nhược điểm chủ yếu :

- Giá thành phần nền móng thường cao hơn khi so sánh với các phương án
móng cọc khác như cọc ép và cọc đóng.
- Theo tổng kết sơ bộ, đối với các công trình nhà cao tầng không lớn lắm
(dưới 12 tầng), kinh phí xây dựng nền móng thường lớn hơn 2 - 2.5 lần khi so sánh
với các cọc ép. Tuy nhiên, nếu số lượng tầng lớn hơn, tải trọng công trình đòi hỏi
lớn hơn, lúc đó giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý.
- Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, để tránh các hiện tượng phân
tầng (có lỗ hổng trong bê tông) khi thi công đổ bê tông dưới nước có áp, có dòng
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
117
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
thấm lớn hoặc đi qua các lớp đấy yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, các loại cát
nhỏ, cát bụi bão hoà thấm nước).
-Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông trong cọc thường phức tạp gây nhiều
tốn kém trong quá trình thực thi.
- Việc khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lỗ
khoan không bảo đảm và dễ bò sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi
đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc.
- Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép
do công nghệ khoan tạo lỗ .
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
118
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
I /. TÍNH TOÁN MÓNG M1 :
* Các trường hợp tổ hợp tải trọng cho móng :
 Tổ hợp tải trọng chính : bao gồm các tải trọng thường xuyên, các tải
trọng tạm thời tác dụng lâu dài và một trong các tải trọng tạm thời tác dụng ngắn
hạn .

 Tổ hợp tải trọng phụ : bao gồm các tải trọng thường xuyên, các tải tải
trọng tạm thời tác dụng lâu dài và ít nhất là hai tải trọng tạm thời tác dụng ngắn
hạn
 Tổ hợp tải trọng đặc biệt : bao gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng
tạm thời tác dụng lâu dài , một vài tải trọng tạm thời tác dụng ngắn hạn và một số
tải trọng đặc biệt tạm thời như động đất, nổ, đòa chấn …
Theo kết quả giải nội lực khung, ta có giá trò nội lực tại mặt cắt chân cột
110:
N
o
tt
= 767.653 ( T )
M
tt
ox
= 6.44 ( T.m )
M
tt
oy
= 4.54 ( T.m )
Q
tt
ox
= Q
tt
oy
= 3.05 ( T )
1) Chọn kích thước và vật liệu làm cọc :
Chọn cọc dài 24m ; đường kính 1m ; đáy cọc mở rộng với đường kính 1,2m
Vật liệu : - Bêtông mác #300 (R

n
= 130 KG/cm
2
)
- Cốt thép dọc chòu lực loại CII (Ra=2600 (KG/cm
2
):10φ22; F
a
= 38.01 cm
2
2) Chiều sâu chôn móng : chọn chiều sâu chôn móng là h
m
=2.5m so
với cao độ tầng hầm .
Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp :
min
4.86 3.05
0.7 0.7 45 0.7 45
2 . 2 1.568 3.5
o o
m
H
h h tg tg
b
ϕ
γ
   
≥ = − = −
   
×

   
∑
=0.48 m
⇒ h
m
= 2.5m ≥ 0.48h
min

Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp .
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
119
Thứ tự
lớp đất
cọc đi qua
Q
N
-5800
-4300
M
-3300
Hầm
Bùn sét : 8.45 m
Lớp sét : 10 m
Cát mòn : 6 m
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
3) Sức chòu tải của cọc theo vật liệu :
P
C
VL

= R
U
× F
b
+ R
an
× F
a
Trong đó : R
U
: cường độ tính toán của bêtông cọc nhồi ; R : mác bêtông
Vì thi công dưới MNN và dưới bùn nên :
R
U
=
300
4.5 4.5
R
=
= 66.7 > 60 (KG/cm
2
) → lấy R
U
= 60 (KG/cm
2
)
R
an
: cường độ tính toán của thép ; R
c

: giới hạn chảy của thép
R
an
=
3000
1.5 1.5
c
R
=
= 2000 (KG/cm
2
) < 2200 (KG/cm
2
)
F
a
= 38.01 (cm
2
) ; F
b
=
2
.
4
d
π
= 7850 (m
2
)
Vậy : khả năng chòu tải theo vật liệu của cọc là

P
C
VL
= 60 × 7850 + 2000 × 38.01 = 547020 (KG) = 547 ( T )
4) Sức chòu tải của cọc theo điều kiện đất nền :
Ta có công thức xác đònh sức chòu tải của cọc theo đất nền A7 phụ lục A
TCXD 205-1998 có bổ sung thêm các hệ số m’,m’
R
và m’
f
Q
tc
= m.m’.(m
R
.m’
R
.q
b.
A
p
+ uΣm
f
.m’
f
.f
i
.l
I
)
Trong đó :

m : hệ số điều kiện làm việc , m=1 .
m’ : hệ số xét đến chất lượng của dung dòch Betonite, m’ = 0.9
m
R
: hệ số làm việc của đất dưới mủi cọc m
R
=1
m’
R
: hệ sốxét đến các yếu tố làm giảm khả năng chòu tải giới hạn R
của đất nền ở ngay dưới chân cọc khoan nhồi, lấy m’
R
=0.9
L = 24m chiều dài cọc
d
p
= đường kính đáy cọc, d
p
=1.2m
q
p
: cường độ chòu tải của đất dưới mũi cọc
Vi dưới mũi cọc là đất cát nên q
p
xác đònh theo công thức sau:
q
p
= 0.75β(γ’
1
d

p
A
κ
0
+ αγ
1
LB
κ
0
)
Trong đó:
ϕ = 26
0
36’
Tra bảng A.6 ta có:
α = 0.53 ; β =0.226 ; A
κ
0
=16.36 ; B
κ
0
=31.2
1
1.568 8.45 1.819 10 0.928 5.55
1.524
8.45 10 5.55
γ
× + × + ×
= =
+ +

(T/m
3
)
'
( 1) (2.65 1)1
0.928
1 1 0.778
n
dn
γ
γ γ
ε
∆ − −
= = = =
+ +
(T/m
3
)
Vậy q
p
=0.75×0.226×(0.928×1.2×16.36 + 0.53×1.524×24×31.2)=105.6(T/m
2
)
Chu vi cọc: u = π.D = 3.14x1 =3.14m
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
120
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
Diện tích tiết diện mũi cọc: A
p

= π
2 2
1.2
3.14
4 4
D
=
=1.13 (m
2
)
Xác đònh ∑m
f
f
i
l
i
- Sức chòu tải do ma sát xung quanh cọc
• m
f
: hệ số ma sát của đất xung quanh cọc. Do đổ bê tông trong dung
dòch đất sét bentonite nên m
f
=0.6
• m’
f
: hệ số xét đến các yếu tố cơ bản làm giảm hệ số ma sát giới hạn
ở xung quanh hông cọc nhồi, lấy m’
f
=0.8
• f

i
: ma sát bên cọc f
i
xác đònh bằng cách tra bảng phụ thuộc vào độ
sâu trung bình của các phân lớp đất z
i
. Các lớp đất được chia thành các phân lớp
có bề dày không quá 2m
Cọc xuyên qua các lớp đất có các phân lớp như sau: Tra bảng A.2 TCVN
205:
Lớp đất Z
I
l
i
f
I
f
i
*l
i
Bùn sét 4 2 0.5 1
6 2 0.6 1.2
8 2 0.6 1.2
10 2 0.6 1.2
11.225 0.45 0.6 0.27
Sét 12.45 2 1.751 3.502
14.45 2 1.791 3.582
16.45 2 1.831 3.662
18.45 2 1.871 3.742
20.45 2 1.911 3.822

Cát mòn 22.45 2 5.845 11.69
24.45 2 6.045 13.09
26.45 2 6.245 12.49
28.45 2 6.445 12.89
30.45 2 6.636 13.272
∑f
i
l
i
= 85.614
Sức chòu tải theo đất nền do ma sát xung quanh cọc: ∑f
i
l
i
=85.614
Vậy sức chòu tải của cọc theo đất nền :
Q
đn
= 1×0.9( 1×0.9×105.6×1.13 + 3.14× 0.6×0.8×85.614) = 213 (T)
Ta có : Q
đn
= 213 (T) < P
C
VL
= 547 (T) do đó để đảm bảo thiết kế cọc an
toàn, ta chọn trò số nhỏ hơn Q
đn
= 213 (T) để tính toán .
5) Diện tích đài cọc và số lượng cọc :
Chọn khoảng cách giữa tim hai cọc là d + 1 = 2 (m)

Phản lực đầu cọc :
2 2
213
53.25
( 1) 2
dn
Q
p
d
= = =
+
(T/m
2
)
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
121
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
Diện tích sơ bộ của đáy đài được xác đònh :
767.653
16.076
. 53.25 2.2 2.5
tt
sb
tb
N
F
p h
γ
= = =

− − ×
(m
2
)
Trọng lượng sơ bộ đài và đất phủ trên đài cọc :
N
đđ
= 1.1 × F
sb
× γ
tb
× h = 1.1 × 16.076 × 2.2 × 2.5 =97.26 (T)
Số lượng cọc trong móng :
767.653 97.26
1.2
213
c
dn
N
n
Q
µ
+
= = =
∑
4.87 (cọc)
Chọn 6 cọc để bố trí
Sơ đồ bố trí các cọc trong đài :
6) Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc :
Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác đònh theo công thức :

max
max
max,min
2 2
.
.
tt
tt
tt
y
x
C
C i i
M x
M yN
N W
n y x
= ± ± +
∑ ∑
Diện tích của đài cọc chọn : F
đ
= 5.5×3.5= 19.25 (m
2
)
Trọng lượng của đất và đài :
N
đđ
= 1.1 × F
đ
× γ

tb
× h
m
= 1.1 × 19.25 × 2.2 × 2.5 = 116.46 (T)
Tổng tải trọng của công trình và trọng lượng của đất, đài cọc :
N
tt
= 767.653 + 116.46 = 884.11 (T)
Các đại lượng khác :
W
C
= 1.1 × F
c
× l
c
× γ
bt
= 1.1 × 0.785 × 24 × 2.5 = 51.81 (T)
M
tt
x
= 6.44 + 3.05 × 2.5 = 14.065 (T.m)
M
tt
y
= 4.54 + 3.05 × 2.5 = 12.165 (T.m)
x
max
= 2 (m) ; y
max

= 1 (m)
Σx
i
2
= 4×2
2
= 16 m
2
; Σy
i
2
= 6 ×1
2
=6 m
2
Vậy : lực tác dụng lên đầu cọc
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
122
3500
2000750
750
750
750
2000
5500
2000
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
max
884.11 14.065 1 12.165 2

51.81
6 6 16
N
× ×
= + + +
= 203 (T)
max
884.11 14.065 1 12.165 2
51.81
6 6 16
N
× ×
= − − +
= 195.3 (T)
Ta thấy : N
max
= 203 (T) < Q
đn
= 213 (T)
N
min
= 195.3 (T) > 0 : cọc chỉ chòu nén , không cần kiểm tra nhổ .
7) Kiểm tra sức chòu tải dưới đáy khối móng quy ước :
a/ Xác đònh kích thước khối móng quy ước :
Xác đònh ϕ
tb
:
.
(4.86 8.45) (23 10) (27.1 5.55)
(8.45 10 5.55)

o o o
i i
tb
i
h
h
ϕ
ϕ
× + × + ×
= =
+ +
∑
∑
=17.56
o
Góc truyền lực :
17.56
4.39
4 4
o
o
tb
ϕ
α
= = =
Kích thước móng quy ước :
F
qư
= (L
M

+ 2L
c
.tgα)×(B
M
+ 2L
c
.tgα)
= (5.5+2×24×tg4.39
o
) × (3.5+2×24×tg4.39
o
) = 66 (m
2
)
b/ Xác đònh trọng lượng thể tích đẩy nổi của các lớp đất nằm dưới mực nước
ngầm :
Lớp bùn sét :
( 1) (2.667 1)1
0.578
1 1 1.8825
n
dn
γ
γ
ε
∆ − −
= = =
+ +
( T/m
3

)
Lớp sét :
( 1) (2.667 1)1
0.837
1 1 1.0012
n
dn
γ
γ
ε
∆ − −
= = =
+ +
( T/m
3
)
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
123
L
=
2
6
.
5
m
d
L
M =
5.5m
c

a
N
b
Q
M
-5800
-4300
-3300
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
Lớp cát mòn :
( 1) (2.65 1)1
0.928
1 1 0.778
n
dn
γ
γ
ε
∆ − −
= = =
+ +
( T/m
3
)
c/ Xác đònh khối lượng khối móng quy ước :
Q
M
= n
c

W
c
+ Q
đđ
+F
qư
Σγ
i
l
i
Q
M
= 6×51.81 + 116.46 + 66 (0.578×8.45+0.837×10+0.928×5.55) = 1642 (T)
d/ Xác đònh trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên
1642
. 66 26.5
M
tb
qu qu
Q
F h
γ
= =
×
=0.938 (T/m
3
)
e/ Xác đònh áp lực tính toán ở đáy khối móng quy ước :
1 2
.

( . . ) .
tt tc
M M tb
tc
m m
R A b B h D c
k
γ
 
= + +
 
Tra bảng : m
1
=1 ; m
2
=1 ; k
tc
= 1
ϕ
tc
= 27
o
6’ ⇒ A =0.91 ; B =4.65 ; D = 7.15
c = 0.0456 kg/cm
2
= 0.456 T/m
2
b
M
= 7.18 m ; h

M
= 24 + 2.5 = 26.5 m
Thay các giá trò vào , ta có áp lực tính toán dưới đáy khối móng quy ước
[ ]
1 (0.91 7.18 4.65 26.5)0.918 7.15 0.456
tt
R = × + × + ×
= 122.38 (T/m
2
)
f/ Ứng suất trung bình thực tế dưới đáy móng quy ước :
(767.653 /1.2) 1642
66
tc
tc
M
tb
qu
N Q
F
σ
+ +
= = =
34.57 (T/m
2
) < R
tt
g/ Ứng suất lớn nhất ở mép khối móng quy ước :
max
2

(6.44 /1.2) 6
34.57
7.18 9.18
tc tc
tc
M
qu M
N Q M
F W
σ
+ ×
= + = +
×
= 34.62 (T/m
2
)
Như vậy điều kiện :
tc tt
tb
R
σ
≤
và
max
1.2
tc tt
R
σ
≤
được thỏa mãn .

8) Kiểm tra lún :
Ứng suất bản thân tại các lớp đất :
 Lớp đất bùn sét ( dày 10.45 m ) :
10.45
10.45 0.578 6.04
bt
z
σ
=
= × =
(T/m
2
)
 Lớp đất sét ( dày 10 m ) :
20.45
10 0.837
bt
z
σ
=
= ×
= 8.37 (T/m
2
)
 Tại lớp cát mòn tính đến đầu mũi cọc:
29.8
9.35 0.928
bt
z
σ

=
= ×
= 8.677 (T/m
2
)
⇒ Ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước :
bt bt
mqu z
σ σ
=
∑
= 23.08 (T/m
2
)
Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước :
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
124
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
0
34.57 23.08
gl tc tb
z tb
σ σ σ
=
= − = − =
11.48 (T/m
2
)
Xét tỉ số

9.18
7.18
M
M
L
B
=
= 1.28
Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng
1.436
5
M
B
m=
Bảng tính lún cho khối móng quy ước :
Điểm Độ sâu z L
M
/B
M
2z/B
M
K
o
σ
gl
σ
bt
0 0 1.28 0 1 11.48 23.08
1 1.436 1.28 0.4 0.9696 11.131 24.41
2 2.872 1.28 0.8 0.8372 9.611 25.745

3 4.308 1.28 1.2 0.6640 7.623 27.078
4 5.744 1.28 1.6 0.5104 5.859 28.410
5 7.18 1.28 2 0.3930 4.512 29.743
6 8.616 1.28 2.4 0.3064 3.517 31.076
Giới hạn nền lấy đến điểm 4 ở độ sâu 5.744 m kể từ đáy móng quy ước :
Độ lún của nền :
5
1
0.8 0.8 1.436
.
550
gl
zi i
i
i
S h
E
σ
=
×
= =
∑
(
11.48
2
+11.131+9.611+7.623+
5.859
2
)
S =0.077 m = 7.7 cm < S

gh
=8 cm
Vậy độ lún của khối móng quy ước thỏa .
9) Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc :
a/ Sơ đồ tính :
Xem đài cọc như một dầm công xôn bò ngàm và tiết diện đi qua mép
cột và bò uốn bởi các phản lực đầu cọc
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
125
3500
2000750
750
750
750
2000
5500
2000
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
Moment tại ngàm xác đònh theo công thức :
1
.
n
i i
i
M r P
=
=
∑
Trong đó : n là số lượng cọc trong phạm vi côngxôn

P
I
phản lực đầu cọc thứ i, r
I
:khoảng cách từ mặt ngàm đến trục i
Diện tích cốt thép tính theo công thức :
0.9. .
a o
M
Fa
R h
=
Trong đó : M là moment tại tiết diện đang xét .
h
o
là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó .
R
a
: cường độ tính toán của thép .
b/ Tính toán cốt thép :
Số liệu tính toán : bêtông mác 300 R
n
= 130 (KG/cm
2
) ; thép CII R
a
= 2600
(KG/cm
2
)

Chiều cao đài 1,5m ; lớp bêtông bảo vệ 5 cm ; cọc ngàm vào đài 30φ= 660
* Moment theo phương cạnh dài :
M
1
= 2×(P
max
×r
I
) = 2×203×1.7 = 690.2 (T.m)
Diện tích cốt thép :
5
1
1
690.2 10
0.9. . 0.9 2600 145
o o
M
Fa
R h
×
= =
× ×
= 203,42 (cm
2
)
Chọn 29 cây φ30 đặt @125 để bố trí ( Fa
chọn
= 205cm
2
); mỗi cây dài 5,4m .

* Moment theo phương cạnh ngắn :
M
2
= P
max
+ P
o
+ P
min
= 203 + 201.5 + 195.3 = 600 (T.m)
Với
884.11 14.065 1
51.81
6 6
o
P
×
= + +
= 201.5 (T)
Diện tích cốt thép :
5
1
1
600 10
0.9. . 0.9 2600 145
o o
M
Fa
R h
×

= =
× ×
= 176.8 (cm
2
)
Chọn 35φ26 đặt @160 để bố trí (Fa
chọn
= 185.8 cm
2
); mỗi cây dài 3,4m
Tổng khối lượng thép bố trí trong đài cọc móng M1: 156,6 m thép φ30 và
119m thép φ26 có khối lượng là :
156.6×5.549 + 119×4.168 = 1361.64 (kg)
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
126
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
II /. TÍNH TOÁN MÓNG M2 :
Theo kết quả giải nội lực khung, ta có giá trò nội lực tại mặt cắt chân cột
109:
N
o
tt
= 471.754 ( T )
M
tt
ox
= 3.28 ( T.m )
M
tt

oy
= 7.17 ( T.m )
Q
tt
ox
= Q
tt
oy
= 3.11 ( T )
1) Chọn kích thước và vật liệu làm cọc :
Chọn cọc dài 24m ; đường kính 1m ; đáy cọc mở rộng với đường kính 1,2m
Vật liệu : - Bêtông mác #300 (R
n
= 130 KG/cm
2
)
- Cốt thép dọc chòu lực loại CII(Ra=2600 (KG/cm
2
):10φ22; F
a
= 38.01 cm
2
2) Chọn chiều sâu đặt đài cọc : chọn chiều sâu chôn móng là
h
m
=2.5m so với cao độ tầng hầm .
Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp :
min
4.86 3.11
0.7 0.7 45 0.7 45

2 . 2 1.568 3.5
o o
m
H
h h tg tg
b
ϕ
γ
   
≥ = − = −
   
×
   
∑
=0.484 m
⇒ h
m
= 2.5m ≥ 0.484 m
Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp .
3) Sức chòu tải của cọc theo vật liệu :
P
C
VL
= R
U
× F
b
+ R
an
× F

a
Trong đó : R
U
: cường độ tính toán của bêtông cọc nhồi ; R : mác bêtông
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
127
Thứ tự
lớp đất
cọc đi qua
Q
N
-5800
-4300
M
-3300
Hầm
Bùn sét : 8.45 m
Lớp sét : 10 m
Cát mòn : 6 m
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
Vì thi công dưới MNN và dưới bùn nên :
R
U
=
300
4.5 4.5
R
=
= 66.7 > 60 (KG/cm

2
) → lấy R
U
= 60 (KG/cm
2
)
R
an
: cường độ tính toán của thép ; R
c
: giới hạn chảy của thép
R
an
=
3000
1.5 1.5
c
R
=
= 2000 (KG/cm
2
) < 2200 (KG/cm
2
)
F
a
= 38.01 (cm
2
) ; F
b

=
2
.
4
d
π
= 7850 (m
2
)
Vậy : khả năng chòu tải theo vật liệu của cọc là
P
C
VL
= 60 × 7850 + 2000 × 38.01 = 547020 (KG) = 547 ( T )
4) Sức chòu tải của cọc theo điều kiện đất nền :
Ta có công thức xác đònh sức chòu tải của cọc theo đất nền A7 phụ lục A
TCXD 205-1998 có bổ sung thêm các hệ số m’,m’
R
và m’
f
Q
tc
= m.m’.(m
R
.m’
R
.q
b.
A
p

+ uΣm
f
.m’
f
.f
i
.l
I
)
Trong đó :
m : hệ số điều kiện làm việc , m=1 .
m’ : hệ số xét đến chất lượng của dung dòch Betonite, m’ = 0.9
m
R
: hệ số làm việc của đất dưới mủi cọc m
R
=1
m’
R
: hệ sốxét đến các yếu tố làm giảm khả năng chòu tải giới hạn R
của đất nền ở ngay dưới chân cọc khoan nhồi, lấy m’
R
=0.9
L = 24m chiều dài cọc
d
p
= đường kính đáy cọc, d
p
=1.2m
q

p
: cường độ chòu tải của đất dưới mũi cọc
Vi dưới mũi cọc là đất cát nên q
p
xác đònh theo công thức sau:
q
p
= 0.75β(γ’
1
d
p
A
κ
0
+ αγ
1
LB
κ
0
)
Trong đó:
ϕ = 26
0
36’
Tra bảng A.6 ta có:
α = 0.53 ; β =0.226 ; A
κ
0
=16.36 ; B
κ

0
=31.2
1
1.568 8.45 1.819 10 0.928 5.55
1.524
8.45 10 5.55
γ
× + × + ×
= =
+ +
(T/m
3
)
'
( 1) (2.65 1)1
0.928
1 1 0.778
n
dn
γ
γ γ
ε
∆ − −
= = = =
+ +
(T/m
3
)
Vậy q
p

=0.75×0.226×(0.928×1.2×16.36 + 0.53×1.524×24×31.2)=105.6(T/m
2
)
Chu vi cọc: u = π.D = 3.14x1 =3.14m
Diện tích tiết diện mũi cọc: A
p
= π
2 2
1.2
3.14
4 4
D
=
=1.13 (m
2
)
Xác đònh ∑m
f
f
i
l
i
- Sức chòu tải do ma sát xung quanh cọc
• m
f
: hệ số ma sát của đất xung quanh cọc. Do đổ bê tông trong dung
dòch đất sét bentonite nên m
f
=0.6
• m’

f
: hệ số xét đến các yếu tố cơ bản làm giảm hệ số ma sát giới hạn
ở xung quanh hông cọc nhồi, lấy m’
f
=0.8
PHẦN NỀN MÓNG – Chương 3: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI Trang
128