phương án cọc bê tông ly tâm ứng suất trước

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 2
Thiết kế bên dưới nhà cao tầng bao gồm các tính toán liên quan đến nền và móng công trình.
Việc thiết kế nền móng phải đảm bảo các tiêu chí sau:
+ Áp lực của bất cứ vùng nào trong nền đều không vượt quá khả năng chịu lực của đất (điều
kiện cường độ đất nền).
+ Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tại
của kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu).
+ Chuyển vị biến dạng của kết cấu (độ lún của móng, độ lún lệch giữa các móng) được khống
chế không vượt quá giá trị cho phép.
+ Ảnh hưởng của việc xây dựng công trình đến các công trình lân cận được khống chế.
+ Đảm bảo tính hợp lý của các chỉ tiêu kỹ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công.
Công trình Cantavil Hoàn Cầu gồm có 1 tầng hầm và 16 tầng nổi, cốt + 0,00 m được chọn đặt
tại mặt sàn tầng trệt, mặt đất tự nhiên tại cốt -1,50 m, mặt sàn tầng hầm tại cốt -3,20 m. Chiều
cao công trình kể từ cốt +0,00 m là 55 m. Kết cấu công trình sử dụng hệ khung lõi kết hợp
vách chịu lực.
Trước khi đi vào thiết kế cụ thể cho móng thì cần phải thu thập tài liệu, hồ sơ địa chất, thuỷ
văn để phân tích, đánh giá lựa chọn giải pháp móng phù hợp, để đảm bảo tính khả thi, an toàn
và tránh gây lãng phí cho công trình.
1.1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Báo cáo khảo sát kỹ thuật này trình bày các kết quả khảo sát địa chất công trình chung cư
Cantavil Hoàn Cầu tại quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh. Được thực hiện với khối
lượng gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 50m. Tổng độ sâu đã khoan là 150m, 53 mẫu đất nguyên
dạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của đất.
Công tác khảo sát địa kỹ thuật được thưc hiện theo TCXDVN 4419:1987.
1.1.1 Địa tầng
Theo kết quả khảo sát thì đất nền gồm các lớp khác nhau. Do độ dốc các lớp nhỏ, chiều dày
khá đồng đều nên một cách gần đúng có thể xem nền đất tại mỗi điểm của công trình có chiều
dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình.
Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng, địa tầng tại công
trường có thể chia thành các lớp đất chính sau:


Lớp k: Cát san lấp
Bề dày h = 1,3 m, nằm từ mặt đất tự nhiên sâu từ -1,7 m đến -2,8 m.

Lớp 1: Sét xám trắng, đốm nâu, trạng thái dẻo mềm
Bề dày h = 12,2 m, độ sâu từ -2,8 m đến -15 m.

Lớp 2: Sét pha trạng thái dẻo mềm
Bề dày h = 10,8 m, độ sâu từ -15 m đến -25,8 m.

Lớp 3: Sét xám trắng trạng thái dẻo cứng
Bề dày h = 7,4 m, độ sâu từ -25,8 m đến -33,2 m.
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 1
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015

Lớp 4: Cát pha nâu vàng trạng thái dẻo
Bề dày h = 4,3 m, độ sâu từ -33,2 m đến -37,5 m.

Lớp 5: Cát trung có lẫn sạn trạng thái chặt vừa
Bề dày lớp khá lớn, độ sâu từ -37,5 m.
Bảng 1-1 Các chỉ tiêu cơ lý của đất
Lớp Tên đất
Bề
dày
Dung
trọng tự
nhiên
Dung
trọng

khô
Dung
trọng
đẩy nổi
Độ
ẩm tự
nhiên
Chỉ
Số
SPT
Góc
nội ma
sát
Chỉ số
xuyên
tiêu
chuẩn
Lực
dính kết
Độ
sệt
Mô
đuyn
tổng
biến
dạng
H
(m)
γ
w

(kN/m
3
)
γ
d
(kN/m
3
)
γ
đn
(kN/m
3
)
W
(%)
N
SPT
ϕ
(°)
c
q
(kN/m
2
)
C
II
(kN/m
2
)
I

L
E
(kN/m
2
)
k
Cát san
lấp
1,3 - - - - - - - - -
1
Sét xám,
dẻo mềm
12,2 20,0 16,1 - 23,98 8 11
o
25’ 1323,4 12,15 0,53 7420
2
Sét pha,
dẻo mềm
10,
8
19,7 16,1 10,2 22,21 13 13
o
15’ 1963,6 10,2 0,51 6230
3
Sét xám,
dẻo cứng
7,4 20,3 16,4 10,3 23,44 15 14
o
20’ 3834,5 13,1 0,40 7500
4

Cát pha
nâu vàng
4,3 20,4 16,9 10,4 20,66 19 17
o
30’ 5852,3 7,4 0,24 10420
5
Cát hạt
trung lẫn
sạn
>40 20,4 17,3 10,6 18,05 22 23
o
11’ 11598 1,4 - 15920
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 2
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
MNN
1300122001080074004300
-1,50
-2,80
-15,00
-25,80
-33,20
-37,50
6500
k
1
2
3
4
5

MDTN
-4,70
2000
-39,50
Hình 1.1 Trụ địa chất và chiều sâu chôn cọc
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 3
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHĨA 2010-2015
k
2
1
3
5
4
CÁT SAN LẤP
SÉT XÁM TRẮNG
ĐỐM VÀNG, TRẠNG
THÁI DẺO MỀM
SÉT PHA, TRẠNG
THÁI DẺO MỀM
SÉT XÁM TRẮNG
TRẠNG THÁI DẺO CỨNG
CÁT PHA NÂU VÀNG,
TRẠNG THÁI DẺO CỨNG
CÁT TRUNG CÓ LẪN SẠN
TRẠNG THÁI CHẶT VỪA
1.1.2 Đánh giá điều kiện địa chất
Dựa vào các chỉ tiêu cơ lý của đất nền ở bảng trên có thể đánh giá sơ bộ điều kiện địa chất từ
đó đưa ra phương án móng thiết kế khả thi và hợp lý. Trong đồ án, sinh viên đánh giá tính
chất của đất nền chủ yếu dựa vào 2 thơng số chính là modun tổng biến dạng E

0
và góc ma sát
trong
ϕ

Lớp k
Trên mặt là đất san lấp gồm cát, sạn sỏi, có chiều dày trung bình 1,3m, lớp đất này được loại
bỏ khi làm tầng hầm.

Lớp 1
Sét xám trắng, đốm nâu, trạng thái dẻo mềm dày 12,2 m có mođun biến dạng 5000<E
0
=
7420< 10000 kN/m
2
và góc ma sát trong 10
0
<
ϕ
=11
0
25’<20
0
. Dó đó lớp đất 1 thuộc lớp chịu
tải trung bình.

Lớp 2
Lớp sét pha trạng thái dẻo mềm dày 10,8m có modun biến dạng 5000<E
0
= 6230< 10000

kN/m
2
và góc ma sát trong 10
0
<
ϕ
=13
0
15’<20
0
. Do đó lớp đất 2 thuộc lớp có khả năng chịu
tải trung bình.

Lớp 3
Lớp sét xám trạng thái dẻo cứng dày 7,4m có mođun biến dạng 5000<E
0
= 7500< 10000
kN/m
2
và góc ma sát trong 10
0
<
ϕ
=14
0
20’<20
0
. Dó đó lớp đất 3 thuộc lớp khả năng chịu tải
trung bình.


Lớp 4
Lớp cát pha nâu vàng trạng thái dẻo cứng dày 4,3m có mođun biến dạng 10000 kN/m
2
<E
0
=
10420 kN/m
2
và góc ma sát trong 10
0
<
ϕ
=17
0
30’<20
0
. Dó đó lớp đất 4 thuộc lớp khả năng
chịu tải khá tốt.

Lớp 5
Lớp cát trung có lẫn sạn trạng thái chặt vừa dày 5,9m có mođun biến dạng E
0
= 15920
>10000 kN/m
2
và góc ma sát trong 20
0
<
ϕ
=23

0
11’<30
0
. Dó đó lớp đất 5 thuộc lớp khả năng
chịu tải tốt.
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 4
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
1.1.3 Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn
Nước ngầm ở khu vực qua khảo sát nhận dao động tuỳ theo mùa. Mực nước tĩnh mà ta quan
sát thấy nằm ở độ sâu -13,5 m so với mặt đất tự nhiên. Khi thi công tầng hầm ở độ sâu -1,7 m
so với mặt đất tự nhiên thì nước ngầm ít ảnh hưởng đến công trình nên khá thuận lợi, không
cần phương án tháo khô hố móng.
1.2. CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN
Móng công trình được tính toán theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân cột,
bao gồm:
N
max
, M
x
, M
y
,Q
x
, Q
y
N, M
xmax
, M
y

,Q
x
, Q
y

N, M
x
, M
ymax
,Q
x
, Q
y
N, M
x
, M
x
,Q
xmax
, Q
y
N, M
x
, M
x
,Q
x
, Q
ymax
Tuỳ thuộc số liệu, sinh viên tính toán với 1 trong 5 tổ hợp trên rồi sau đó kiểm tra với tổ hợp

còn lại.
1.2.1 Tải trọng tính toán
Tải trọng tính toán được sử dụng để tính nền móng theo trạng thái giới hạn thứ I.
Tính ứng suất tác dụng tại vị trí chân cột tương ứng với từng tổ hợp gây nên các cặp nội lực
nguy hiểm cho cột biên, cột giữa. Từ đó chọn tổ hợp có cặp nội lực gây ra ứng suất lớn nhất
để đi thiết kế.
Các móng có nội lực chênh lệch không đáng kể<10%, chọn móng có nội lực lớn hơn đi thiết
kế chung.

Ứng suất tại chân cột: ( Tính cho cột biên A-2)
•
Do TOHOP1 :
1
W W
tt
tt
tt
y
x
th
x y
M
M
N
F
σ = + +
Trong đó, Momen chống uốn:
2
W
6

x
bh
=
m
3
;
2
W
6
y
hb
=
m
3
•
Do TOHOP44 :
44
W W
tt
tt
tt
y
x
th
x y
M
M
N
F
σ = + +

•
Do TOHOP4 :
4
W W
tt
tt
tt
y
x
th
x y
M
M
N
F
σ = + +
•
Tương tự tính cho TOHOP71, TOHOP43 được các ứng suất
71th
σ
,
43th
σ
.
⇒
max 1 44 4 71 43
max( , , , , )
th th th th th
σ = σ σ σ σ σ
. Lấy trường hợp cặp nội lực có

max
σ
để đi thiết kế.
Vì khung đối xứng và sự chênh lệch nội lực giữa cột A-2 và D-2, B-2 và C-2 không lớn nên
chỉ cần tính móng cho cột biên trục D-2 và cột giữa trục B-2( có ứng suất chân cột lớn hơn),
sau đó suy ra cho cột biên A-2 và cột giữa C-2.
Bảng 1-2 Tổ hợp tải trọng tính toán tại chân cột biên A-2 (C1)
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 5
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
VỊ
TRÍ
CỘT
CẶP NỘI LỰC TỔ HỢP
N
(kN)
M
x
(kNm)
M
y
(kNm)
Q
x
(kN)
Q
y
(kN)
σ
(kN/m

2
)
CỘT
BIÊN
A-2
N
max
, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP1 -9227.56 -92.97 20.68 20.82
-
95.90
18039.5
N, M
xmax
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP44 -8744.80 -96.34 20.12 20.26
-
90.65

17213.9
N, M
x
, M
ymax
, Q
x
, Q
y
TOHOP4 -8616.33 -78.86 46.32 46.64
-
81.34
17151.4
N, M
x
, M
y
, Q
xmax
, Q
y
TOHOP71 -8194.33 -66.14 42.26 53.41
-
67.89
16165.3
N, M
x
, M
y
, Q

x
, Q
ymax
TOHOP43 -8507.88 -86.42 20.00 20.14
-
97.46
16656.1
Bảng 1-3 Tổ hợp tải trọng tính toán tại chân cột giữa B-2 (C6)
VỊ
TRÍ
CỘT
CẶP NỘI LỰC TỔ HỢP
N
(kN)
M
x
(kNm
)
M
y
(kNm
)
Q
x
(kN)
Q
y
(kN)
σ
(kN/m

2
)
CỘT
GIỮ
A
B-2
N
max
, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP1
-
13781.1
0
40.01 -70.39 -72.52
42.1
3
20244.2
N, M
xmax
, M
y
, Q
x

, Q
y
TOHOP7
-
12427.0
0
79.79 -54.55 -56.20
84.2
5
18566.7
N, M
x
, M
ymax
, Q
x
, Q
y
TOHOP5
-
12562.2
0
27.49 -97.43
-
100.37
28.9
3
18716.9
N, M
x

, M
y
, Q
xmax
, Q
y

TOHOP7
3
-
12685.9
0
12.06 -88.14
-
110.64
8.16 18649.1
N, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
ymax

TOHOP7
8
-
11765.3
0

63.36 -45.37 -41.39
94.6
2
17399.9
Bảng 1-4 Tổ hợp tải trọng tính toán tại chân cột giữa C-2 (C10)
VỊ
TRÍ
CỘT
CẶP NỘI LỰC TỔ HỢP
N
(kN)
M
x
(kNm
)
M
y
(kNm
)
Q
x
(kN)
Q
y
(kN)
σ
(kN/m
2
)
CỘT

GIỮA
C-2
N
max
, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP1
-
13755.7
0
-
42.28
-
70.41
-52.54 -44.94 20230.1
N, M
xmax
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP7

-
12404.8
0
-
81.68
-
54.60
-56.25 -86.58 18553.9
N, M
x
, M
ymax
, Q
x
, Q
y
TOHOP5
-
12539.9
0
-
29.53
-
97.26
-
100.19
-31.40 18703.1
N, M
x
, M

y
, Q
xmax
, Q
y

TOHOP7
3
-
12672.2
0
-
40.75
-
87.02
-
109.10
-47.72 18884
N, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
ymax
TOHOP7
8
-
12358.5

-
65.16
-
54.88
-61.57 -96.82 18339.6
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 6
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
0
Bảng 1-5 Tổ hợp tải trọng tính toán tại chân cột biên D-2 (C13)
VỊ
TRÍ
CỘT
CẶP NỘI LỰC TỔ HỢP
N
(kN)
M
x
(kNm)
M
y
(kNm)
Q
x
(kN)
Q
y
(kN)
σ
(kN/m

2
)
CỘT
BIÊN
D-2
N
max
, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP19 -9250.27 94.57 20.04 20.18
88.6
1
18091.6
N, M
xmax
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP43 -8769.26 95.64 20.10 20.24
89.7
3

17247.9
N, M
x
, M
ymax
, Q
x
, Q
y
TOHOP4 -8635.86 78.11 46.33 46.65
80.3
7
17176.4
N, M
x
, M
y
, Q
xmax
, Q
y
TOHOP71 -8228.72 79.77 41.19 51.41 82.44 16392.9
N, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
ymax

TOHOP44 -8519.79 85.28 20.04 20.17
96.4
6
16662.8

Nội lực nguy hiểm tại các chân cột móng khung trục 2.
A
9000 8000 9000
26000
9227,56(kN)
B C D
N=
M
2
M
3
M
3
M
2
-92,97(kNm)
M=
xA
-95,90(kN)
Q=
yA
13781,10(kN)
N=
40,01(kNm)
M=

xB
42,13(kN)
Q=
yB
13755,70(kN)
N=
-42,28(kNm)
M=
xC
-44,94(kN)
Q=
yC
9250,27(kN)
N=
94,57(kNm)
M=
xD
88,61(kN)
Q=
yD
DCBA
-3,20
-4,70
-39,50
800
900
900
800
1500
Hình 1.2 Nội lực tại các chân cột móng khung trục 2

1.2.2 Tải trọng tiêu chuẩn
Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ II. Tải
trọng lên móng đã xác định là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các tải trọng tiêu chuẩn lên
móng đúng ra phải làm bảng tổ hợp nội lực chân cột khác bằng cách nhập tải trọng tiêu
chuẩn tác dụng lên công trình. Tuy nhiên, để đơn giản quy phạm cho phép dùng hệ số vượt
tải trung bình n = 1,15. Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn nhận lấy các tổ hợp tải trọng tính toán
chia cho hệ số vượt tải trung bình n = 1,15.
Bảng 1-6 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột biên khung trục 2 (A-2)
VỊ
TRÍ
CỘT
CẶP NỘI LỰC TỔ HỢP
N
(kN)
M
x
(kNm)
M
y
(kNm)
Q
x
(kN)
Q
y
(kN)
CỘT
BIÊN
A-2
N

max
, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP1
-
8023.97
-80.85 17.98 18.10 -83.39
N, M
xmax
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP44 -
7604.17
-83.77 17.49 17.62 -78.83
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 7
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
N, M
x
, M

ymax
, Q
x
, Q
y
TOHOP4
-
7492.46
-68.57 40.28 40.56 -70.73
N, M
x
, M
y
, Q
xmax
, Q
y
TOHOP71
-
7125.50
-57.51 36.75 46.44 -59.03
N, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
ymax
TOHOP43

-
7398.16
-75.14 17.39 17.51 -84.75
Bảng 1-7 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột giữa khung trục 2 (B-2)
VỊ
TRÍ
CỘT
CẶP NỘI LỰC TỔ HỢP
N
(kN)
M
x
(kN
m)
M
y
(kNm
)
Q
x
(kN)
Q
y
(kN)
CỘT
GIỮ
A
B-2
N
max

, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP1
-
11983.5
7
34.7
9
-
61.21
-
63.06
36.63
N, M
xmax
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP7
-
10806.0

9
69.3
8
-
47.43
-
48.87
73.26
N, M
x
, M
ymax
, Q
x
, Q
y
TOHOP5
-
10923.6
5
23.9
0
-
84.72
-
87.28
25.16
N, M
x
, M

y
, Q
xmax
, Q
y
TOHOP7
3
-
11031.2
2
10.4
9
-
76.64
-
96.21
7.10
N, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
ymax
TOHOP7
8
-
10230.7
0

55.1
0
-
39.45
-
35.99
82.28
Bảng 1-8 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột giữa khung trục 2 (C-2)
VỊ
TRÍ
CỘT
CẶP NỘI LỰC TỔ HỢP
N
(kN)
M
x
(kNm)
M
y
(kNm)
Q
x
(kN)
Q
y
(kN)
CỘT
GIỮ
A
C-2

N
max
, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP1
-
11961.48
-36.77 -61.23
-
45.69
-
39.08
N, M
xmax
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP7
-
10786.78
-71.02 -47.48

-
48.91
-
75.29
N, M
x
, M
ymax
, Q
x
, Q
y
TOHOP5
-
10904.26
-25.68 -84.57
-
87.12
-
27.30
N, M
x
, M
y
, Q
xmax
, Q
y
TOHOP7
3

-
11019.30
-35.43 -75.67
-
94.87
-
41.50
N, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
ymax
TOHOP7
8
-
10746.52
-56.66 -47.72
-
53.54
-
84.19
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 8
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
Bảng 1-9 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột biên khung trục 2 (D-2)
VỊ
TRÍ

CỘT
CẶP NỘI LỰC TỔ HỢP
N
(kN)
M
x
(kNm)
M
y
(kNm)
Q
x
(kN)
Q
y
(kN)
CỘT
BIÊN
D-2
N
max
, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP19 -8043.71 82.23 17.43 17.55 77.05

N, M
xmax
, M
y
, Q
x
, Q
y
TOHOP43 -7625.44 83.17 17.48
17.6
0
78.03
N, M
x
, M
ymax
, Q
x
, Q
y
TOHOP4 -7509.44 67.92 40.28 40.57 69.89
N, M
x
, M
y
, Q
xmax
, Q
y
TOHOP71 -7155.41 69.37 35.81 44.70 71.69

N, M
x
, M
y
, Q
x
, Q
ymax
TOHOP44 -7408.51 74.16 17.42 17.54 83.88
1.3. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG

Giải pháp móng sâu
Lớp đất thứ 5 có khả năng chịu tải tốt, hơn nữa công trình có diện tích mặt bằng và nhịp lớn
nên nội lực tại chân cột là rất đáng kể. Do đó lớp đất thứ 5 được lựa chọn để đặt mũi cọc.
Trong đồ án, sinh viên tính toán với 2 phương án móng:
• Phương án 1: Móng cọc ly tâm ứng suất trước
• Phương án 2: Móng cọc khoan nhồi
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 9
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG CỌC BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG SUẤT
TRƯỚC
1.4. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CỌC LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC
Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước đã xuất hiện ở Việt Nam một số năm gần đây và đã được
các kỹ sư mạnh dạn đưa vào thiết kế nền móng cho công trình. Cọc được chế tạo dựa trên
công nghệ cáp ứng lực căng trước và công nghệ quay ly tâm kết hợp với phụ gia để bê tông
có thể đạt cường độ 800 kG/cm
2
. Bảo dưỡng bằng hơi nước nên có thể rút ngắn thời gian bảo
dưỡng và đảm bảo cường độ của bê tông. Cọc dạng ống có đường kính phổ biến từ 300-800,

chiều dài cọc có thể lên tới 20m, có thể thi công bằng phương pháp ép hoặc đóng.
• Tuỳ theo cường độ kéo của thép mà cọc được phân ra làm 3 loại (theo tiêu chuẩn Nhật
Bản):
+ Loại A: Cọc có sức chịu nén tốt nhất và chịu uống kém nhất vì thép được kéo ít nhất, bê
tông không mất nhiều sức chịu nén.
+ Loại C: Cọc có sức chịu nén kém nhất và chịu uốn tốt nhất vì thép được kéo nhiều nhất.
+ Loại B: có đặc tính trung gian của hai loại trên.
Những ưu điểm nổi bật của cọc ly tâm ứng suất trước:
+ Cọc có trọng lượng bản thân nhẹ hơn cọc thường, có khả năng chịu nén tốt hơn. Vì vậy,
người ta có thể chế tạo những cọc có kích thước dài đến 20m mà vẫn đảm bảo điều kiện
chuyên chở. Hạn chế tối đa được các mối nối giữa thân cọc do đó hạn chế được sự giảm sức
chịu tải của cọc do việc nối cọc.
+ Cọc có khả năng chống nứt cao vì bê tông có cường độ cao và được nén trước. Đặc biệt khi
thi công bằng phương pháp đóng và cọc đã đạt đến độ chối nếu bê tông không được nén
trước thì rất dễ bị nứt vì khả năng chịu kéo của bê tông yếu.
+ Trong những trường hợp tiến độ thi công được đặt lên hàng đầu thì cọc bê tông ly tâm càng
chứng tỏ được ưu điểm vì cọc được chế tạo tại công trường nhà máy, với công nghệ hấp cao
áp thì sau khi đổ bê tông và quay ly tâm thì chỉ cần hấp cao áp khoảng 2-3h thì là có thể
chuyên chở ra công trường thay vì phải đợi hàng tuần như cọc bê tông thường.
1.5. THIẾT KẾ MÓNG A2 VÀ D2 (TẠI CỘT BIÊN KHUNG TRỤC 2)
1.5.1 Cấu tạo đài cọc và cọc
a. Đài cọc
Bê tông cấp độ bền B30:
Cường độ chịu nén : R
b
= 17 Mpa
Cường độ chịu kéo: R
bt
=1.2 Mpa
Module đàn hồi: E

b
= 32.5x10
3
MPa
Cốt thép chịu lực AIII (R
s
= 365 MPa)
Cốt thép đai AI (R
s
= 225 MPa)
Thiết kế mặt đài trùng với mép trên kết cấu sàn tầng hầm. Do đó chiều sâu chôn đài so với
mặt đất tự nhiên 1,7 + 1,5 = 3,2 m (trong đó 1,7 m là khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến sàn
tầng hầm, 1,5 m là chiều cao dự kiến của đài).
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 10
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
b. Cọc
Cọc được chọn là cọc ly tâm, có đường kính D = 500 mm
Dự kiến cọc được ngàm vào lớp đất khá tốt (lớp 4) một khoảng 2 m. Do đó chiều sâu mũi cọc
tính từ mặt đất tự nhiên 1,3 + 12,2 + 10,8 + 7,4+ 4,3+2 = 38 m.

Tham khảo số liệu kỹ thuật cọc bê tông ly tâm ứng suất trước D500 của công ty Phan
Vũ:
• Bê tông cọc dùng bê tông : B60
Cường độ chịu nén thiết kế: f
c
’
= 60 MPa
Cường độ tính toán: R
b

=33 MPa , R
bt
=1.65MPa
Module đàn hồi: E
b
= 40.10
3
MPa
• Thép dọc cọc dùng thép sợi ứng suất trước:
Đường kính danh định: d = 9 mm
Diện tích danh định: A
ps
= A = 63.62 mm
2
Cường độ chịu cắt: f
py
= 1275 MPa
Cường độ chịu kéo: f
pu
= R
s
= 1420 MPa
Module đàn hồi: E
s
= 20x10
4
MPa
Hệ số chùng ứng suất
ε
r

= 1.54%

Kích thước cọc sơ bộ:
Chiều dài cọc L = 38 m (chia làm 3 đoạn mỗi đoạn 13m), trong đó đoạn ngàm vào đài
0,15 m.
Đường kính ngoài: D =500 mm
Chiều dày thành cọc: t=90 mm
Đường kính trong: d=500-2x90=320 mm
Diện tích tiết diện cọc: 1152,33 cm
2
.
Cốt thép trong cọc:18d9 (thép sợi 4Bp1300 A
ps
=11.45 cm
2
)
Momen uốn nứt : [M
un
]=103 (kNm)
Momen uốn gãy : [M
ug
]=154,5 (kNm)
1.5.2 Tính toán sức chịu tải của cọc
a. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Khả năng chịu lực cho phép của cọc theo số liệu thiết kế của đơn vị sản xuất ( CTY
CỔ PHẦN ĐẦU TƯ PHAN VŨ).
Chọn cọc D = 500 mm loại PC, cấp tải loại A.
Đặc điểm cọc PC được hiển thị trong bảng 9-10 thông số kỹ thuật bên dưới.
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 11

SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
Bảng 1-10 Bảng thông số liệu thiết kế
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 12
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 13
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
Dựa vào bảng thông số kỹ thuật thì cọc D = 500 mm, cấp tải loại A: A
c
= 1152,33 cm
2
;
W=3,01kN/m :
•
Khả năng chịu tải của cọc : R
a
= 1390 kN.
•
Tải trọng thi công: P
tc
= 2780 kN

Khả năng chịu tải của vật liệu khi ép cọc : R
vl
= 2780 kN.

Theo phụ lục A và B TCVN7888:2008
Tính ứng suất hữu hiệu của cọc:

• Ứng suất kéo căng ban đầu:
0,75 0,5.1420 1065( )
i
pj pu
ps
F
f f Mpa
A
= ≤ = =
0,85 1083,75( )
i
pj py
ps
F
f f Mpa
A
= ≤ =
Trong đó:
F
i
:Tổng lực kéo căng ban đầu của cốt thép (kN)
Chọn F
i
=1200 kN ⇒
1200
1000 1048( )
1145
i
pj
ps

F
f x Mpa
A
= = =
⇒ thõa điều kiện.
Kiểm tra điều kiện
i
cgp ci
g
F
f f
A
= ≤
Trong đó:
f
cgp
: ứng suất nén ban đầu trong bê tông (Mpa)
=>
1200
.1000 10,41( )
115233
i
cgp
g
F
f Mpa
A
= = =
f
ci

:ứng suất cho phép tại thời điểm truyền ứng suất (Mpa)
f
ci
=0.6f’
ci
=0.6x0.75f’
c
=0.6x0.75x60=27(Mpa)
f’
c
:cừơng độ chịu nén thiết kế của bê tông (Mpa)
Vậy:
'
cgp c
f f
<
⇒ Thõa
• Ứng suất mất mát do biến dạng đàn hồi (ES)

200000
10,41. 69,4( )
30000
s
cgp
ci
E
ES f Mpa
E
= = =
Trong đó:

E
s
:Mođun đàn hồi của thép dự ứng lực trước (Mpa)
E
ci
:Mođun đàn hồi của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất (MPa)
E
ci
=0.75E
b
=0.75x40000=30000(Mpa)
E
c
:Mođun đàn hồi ban đầu của bê tông (Mpa)
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 14
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
• Ứng suất mất mát do từ biến (CR)

( )
,
s
i cgp
c
E
CR t t f
E
ψ
=

Trong đó:
ψ(t,t
i
): hệ số từ biến

( )
( )
( )
0.6
0.118
0.6
. 3.5 1.58
120
10
i
i c f i
i
t t
H
t t k k t
t t
ψ
−
−
 
= −
 ÷
 
+ −
k

c
: hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích/diện tích mặt .
+ Thể tích/diện tích mặt: (D
2
-d
2
)/4D=73,8mm
+ Tra 22TCN272:05 và nội suy được k
c
=0.6
k
f
: hệ số xét đến ảnh hưởng của cường độ bê tông

'
62 62
0.607
42 42 60
f
c
k
f
= = =
+ +
t: tuổi của bê tông (ngày); t=28 ngày
t
i
: tuổi của bê tông khi bắt đầu chịu lực (ngày); t
i
=3 ngày

H: độ ẩm (%); H= 80%
( )
( )
( )
0.6
0.118
0.6
28 3
80
. 3,5.0,6.0,607 1.58 3 0.42
120
10 28 3
i
t t
ψ
−
−
 
⇒ = − =
 ÷
 
+ −
( )
200000
, 0,42.10,41. 21,86( )
40000
s
i cgp
b
E

CR t t f Mpa
E
ψ
⇒ = = =
• Ứng suất mất mát do co ngót (SH)

sh s
SH E
ε
=
Trong đó:
ε
sh
:hệ số ứng biến do co ngót

3
0,56.10
55
sh s h
t
k k
t
ε
−
=
+
k
s
: hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích/diện tích mặt
Tra 22TCN272:05 ta được k

s
=0.4
k
h
: hệ số độ ẩm ; k
h
=0.86
t: thời gian khô (ngày); chọn t=25 ngày

3 5
25
0,56.10 .0,4.0,86. 6,02.10
55 25
sh
ε
− −
= =
+

5
6,02.10 .200000 12,04( )
sh s
SH E Mpa
ε
−
⇒ = = =
• Ứng suất mất mát do chùng ứng suất (RE)
RE = ε
r
.f

pj
= 0.0154x1048 = 16.1(MPa)
Kết quả:
Ứng suất hữu hiệu của cọc:
 Tổng ứng suất bị mất mát:
TL=ES+SH+CR+RE=112,01(Mpa)
 Ứng suất hữu hiệu trong cốt thép dự ứng lực:
f
se
= f
pj
– TL = 1048 – 119,4 = 929(Mpa)
Kiểm tra: f
se
/f
py
= 929/1275 = 0.73 < 0.8 ⇒ thõa điều kiện.
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 15
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
 Ứng suất hữu hiệu trong bê tông:
4
11,45.10
929 9.23( )
0.11523
ps
c se
g
A
f f MPa

A
−
= = × =

Sức chịu tải theo điều kiện vật liệu ( phụ lục B TCVN 7888:2008) :

0.7 0.7
a r n
R P P
ϕ
= =
Do cọc dùng cốt thép đai xoắn:

( )
'
0.85 0.85
n c g ps c g
P f A A f A
 
= − −
 
Trong đó
P
r
: Sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc (kN)
ϕ : Hệ số sức kháng, đối với cọc có đai xoắn ϕ=0.85
A
ps
: Tổng diện tích cốt thép dự ứng lực trước (mm
2

)
A
g
: diện tích mặt cắt ngang cọc (mm
2
)
f
c
: ứng suất hữu hiệu trong bê tông
f
c
’ : cường độ chịu nén thiết kế của bê tông

( )
3 4
0,85 0,85.60.10 0,11523 11,45.10 9,23.0,11523 4945( )
n
P kN
−
 
⇒ = − − =
 
Sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu:

0.7 0.7 0,7.0,85.4945 2942( )
a r n
R P P kN
ϕ
= = = =
So sánh với sức chịu tải của nhà sản xuất đưa ra:

R
vl
=2780 kN, R
a
=1390KN
Vậy chọn sức chịu tải của vật liệu theo nhà sản xuất.
b.
Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (mục 7.2.2.1 TCVN 10304:2014)
Sức chịu tải trọng nén
,c u
R
tính bằng kN của cọc được xác định bằng tổng sức kháng của đất
dưới mũi cọc và trên thân cọc:
,
( . . . . . )
c u c cq b b cf i i
R q A u f l
= γ γ + γ
∑
Sức chịu tải cho phép của cọc theo đất nền:
,uc
a
k
R
R
=
γ
Trong đó:
,
,

c u a
R R
- sức chịu tải cực hạn và sức chịu tải cho phép của cọc theo đất nền (kN);
c
γ
- hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất,
1
c
γ =
;
b
q
- cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, lấy theo Bảng 2 TCVN 10304:2014;
Mũi cọc nằm ở lớp đất cát pha, độ sâu hạ mũi cọc = 38m (tính từ mặt đất tự nhiên).
Tra bảng 2 được
2
6000 6000 /
b
q kPa kN m
= =
.
u
- chu vi tiết diện ngang thân cọc,
3,14.0,5 1,57u d m
= π = =
;
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 16
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
i

f
- cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i ( được chia
2
i
l m
≤
) trên thân cọc,
lấy theo Bảng 3 và để xét đến tác động của động đất các hệ số
i
f
được nhân với hệ số
0,85 ;
b
A
- diện tích tiết diện ngang mũi cọc tựa lên nền đất,
2 2 2
/ 4 3,14.0,5 / 4 0,196
b
A d m
= π = =
;
i
l
- chiều dài đoạn cọc ( được chia ) nằm trong lớp đất thứ i;
,
cq cf
γ γ
- tương ứng là các hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi và trên thân cọc có
xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất, lấy theo bảng 4
TCVN 10304:2014;

k
γ
- hệ số an toàn,
1,4
k
γ =
;

Tính sức chịu tải cực hạn do ma sát thân cọc:
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 17
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
6500
2000
18500
20500
22500
23900
25300
27300
29300
31000
32700
34700
35850
37000
2000
4200
6200
8200

10200
12200
13350
14500
16500
200020002000200020002000200020002000800200020002000140020002000300 300
700
1500
130012200108007400
-1,70
-2,80
-15,00
-25,80
-33,20
-37,50
k
1
2
3
4
5
MDTN
-3,20
-4,70
4300
-39,50
Hình 1.3 Chiều dài cọc và chiều sâu các phân lớp
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 18
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015

Bảng 1-11 Tính sức chịu tải do ma sát thân cọc
Lớp
đất
Loại
đất
Cao
độ
Phân
lớp
I
L
γ
cf
f
i
γ
cf
.f
i
.l
i
Z
i
(m) l
i
(m) (kN/m
2
) (kN/m)
Số 1
Sét

xám
trắng
-4.2 2.00 0.53 1 20.54 41.080
-6.2 2.00 0.53 1 23.00 46.000
-8.2 2.00 0.53 1 23.97 47.940
-10.2 2.00 0.53 1 24.64 49.280
-12.2 2.00 0.53 1 25.04 50.080
-13.35 0.30 0.53 1 25.27 7.581
Số 2
Sét
pha
-14.5 2.00 0.51 1 27.10 54.200
-16.5 2.00 0.51 1 27.74 55.480
-18.5 2.00 0.51 1 28.46 56.920
-20.5 2.00 0.51 1 29.18 58.360
-22.5 2.00 0.51 1 29.90 59.800
-23.9 0.80 0.51 1 30.40 24.320
Số 3
Sét
xám
-25.3 2.00 0.4 1 44.18 88.360
-27.3 2.00 0.4 1 45.38 90.760
-29.3 2.00 0.4 1 46.58 93.160
-31 1.40 0.4 1 47.60 66.640
Số 4
Cát
pha
nâu
vàng
-32.7 2.00 0.24 1 85.33 170.660

-34.7 2.00 0.24 1 87.65 175.300
-35.85 0.30 0.24 1 88.00 26.400
Số 5
Cát
hạt
trung
lẫn
sạn
-37 2.00 0.24 1 100.00 200.000
∑ γ
cf.
f
i
.l
i
1462.321
Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc q
b
(kN/m2)
6000.000
Tiết diện ngang mũi cọc A
b
(m2)
0.196
Chu vi tiết diện ngang thân cọc u (m)
1.570
Vậy :
Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền :
,
1(1.6000.0,196 1,57.1462,321.0,85) 3127,5kN

c u
R
= + =
Sức chịu tải cho phép :
3127,5
2233,91
1,4
a
R kN= =
c. Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền (phụ lục G- TCVN 10304:2014)
Sức chịu tải cực hạn của cọc:
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 19
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
,c u s b
R R R
= +
Sức chịu tải cho phép của cọc:
S S
s b
a
s b
R R
R
F F
= +
Trong đó:
s
R
- sức chịu tải cực hạn do ma sát(kN);

b
R
- sức chịu tải cực hạn do chống mũi(kN);
s
FS
- hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 1,5-2,0;
S
b
F
- hệ số an toàn cho thành phần kháng mũi lấy bằng 2,0-3,0.
Việc lựa chọn hệ số an toàn cho thành phần ma sát nhỏ hơn hệ số an toàn cho thành phần
kháng mũi vì: hai đại lượng trên không đạt cực hạn cùng một lúc, thường ma sát bên đạt cực
hạn trước sức kháng mũi.

Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát R
S
s i i
R u f l
=
∑
Trong đó:
u – chu vi tiết diện ngang cọc,
3,14.0,5 1,57u d m
= π = =
;
i
f
- cường độ sức kháng trung bình( ma sát đơn vị) của lớp đất thứ i trên thân cọc (kN/m
2
);

i
l
- chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i (m);
• Xác định lực ma sát đơn vị
'
tan
i h i i
f c
= σ δ +
Trong đó:
i
c
- lực dính giữa thân cọc và đất (kN/m
2
);
i
δ
- góc ma sát giữa cọc và đất nền, với cọc bê tông cốt thép hạ bằng phương pháp đóng lấy
i
δ
=
i
ϕ
, trong đó
i
ϕ
là góc ma sát trong của lớp đất thứ i.
'
h
σ

- ứng suất hữu hiệu của lớp đất thứ i theo phương vuông góc với mặt bên của cọc
(kN/m
2
);
' '
,
.
h v z i
k
σ = σ
Trong đó:
'
,v z
σ
- ứng suất hữa hiệu theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ i ;
i
k
- hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i lên cọc,
1 sin
i i
k = − ϕ
Bảng 1-12 Tính toán thành phần ma sát xung quanh cọc
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 20
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
Lớp
đất
Loại
đất
Cao độ từ

MĐTN(m)
l
i
γ
i
c
i
φ
i
k
i
'
,v z
σ
'
h
σ
f
i
f
i
.l
i
m kN/m
3
kN/m
3
độ kN/m
2
kN/m

2
kN/m
2
kN/m
Số 1
Sét
xám
trắng
-4.2 2 20 12.15 9.42 0.84
64.000 53.53 21.03 42.06
-6.2 2 20 12.15 9.42 0.84
104.000 86.98 26.58 53.161
-8.2 2 20 12.15 9.42 0.84
144.000 120.43 32.13 64.261
-10.2 2 20 12.15 9.42 0.84
184.000 153.88 37.68 75.361
-12.2 2 20 12.15 9.42 0.84
224.000 187.34 43.23 86.462
-13.35 0.3 20 12.15 9.42 0.84
264.000 220.79 48.78 14.634
Số 2
Sét
pha
-14.5 2 10.2 10.2 11.3 0.80
268.530 216.14 53.19 106.39
-16.5 2 10.2 10.2 11.3 0.80
288.930 232.56 56.46 112.92
-18.5 2 10.2 10.2 11.3 0.80
309.330 248.98 59.73 119.45
-20.5 2 10.2 10.2 11.3 0.80

329.730 265.40 62.99 125.98
-22.5 2 10.2 10.2 11.3 0.80
350.130 281.82 66.26 132.52
-23.9 0.8 10.2 10.2 11.3 0.80
370.530 298.24 69.52 55.619
Số 3
Sét
xám
trắng
-25.3 2 10.3 13.1 12.3 0.79
378.730 297.86 78.21 156.41
-27.3 2 10.3 13.1 12.3 0.79
399.330 314.06 81.75 163.5
-39.3 2 10.3 13.1 12.3 0.79
419.930 330.26 85.29 170.58
-31 1.4 10.3 13.1 12.3 0.79
440.530 346.46 88.83 124.36
Số 4
Cát
pha
-32.7 2 10.4 7.4 15.5 0.73
455.730 333.94 100 200.02
-34.7 2 10.4 7.4 15.5 0.73
476.530 349.18 104.2 208.47
-35.85 0.3 10.4 7.4 15.5 0.73
497.330 364.42 108.5 32.539
Số 5
Cát
hạt
trung

-37 2 10.6 1.4 21.2 0.64
493.530 315.06 123.6 247.21
∑ f
i
.l
i
2291.9
2291.9.1,57 3598,3
s
R⇒ = =
(kN)
•
Sức chịu tải cực hạn do kháng mũi Q
p

.
b b b
R A q=
b
A
- diện tích tiết diện ngang của mũi cọc,
2 2 2
/ 4 3,14.0,5 / 4 0,196
b
A d m
= π = =
;
b
q
- cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (kN/m

2
).
Theo Terzaghi:
'
,
1,3 . .r .
b c q p p
q cN N q N
γ γ
= + + α γ
Trong đó:
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 21
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
c
N
,
q
N
,
N
γ
- là các hệ số chịu tải trọng phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất dưới mũi cọc,
với
ϕ
=23
0
11
’
nhưng ta giảm đi 2 độ đối với công trình nằm trong vùng có động đất

ϕ
=21
0
11
’
tra bảng
c
N
= 19,2;
q
N
= 8,45;
N
γ
= 5.
c
- lực dính của đất dưới mũi cọc, c = 1,4 (kN/m
2
);
'
, p
q
γ
- ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng do đất nền gây ra tại cao trình mũi cọc;
' ' 2
,
. 20.12,2 10,2.10,8 10,3.7,4 10,4.4,3 10,6.2 496,3 /
p i
q h kN m
γ

= γ = + + + + =
α
- hệ số phụ thuộc vào hình dạng cọc,
α
= 0,6 (cọc tròn).
p
r
- bán kính cọc;
γ
- trọng lượng thể tích của đất ở độ sâu mũi cọc,
3
10,6kN/ mγ =
1,3.1,4.19,2 8,45.496,3 0,6.10,6.0,25.5 4236,6
b
q⇒ = + + =
(kN/m
2
)
Đối với công trình nằm trong vùng động đất trung bình, tra bảng trên m
c1
= 0,8
0,8.3236,6 3389,3
b
q⇒ = =
(kN/m
2
)
⇒
. 0,196.3389,3 664,3
b b b

R A q= = =
(kN)
Vậy sức chịu tải cho phép của cọc:
3598,3 664,3
2020,57
2 3
a
R = + =
(kN)
d. Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT) – (phụ lục G.4 TCVN
10304:2014)
Sức chịu tải cực hạn của cọc xác định theo công thức:
u s b
R R R= +
Trong đó:
s
R
- sức chịu tải cực hạn do ma sát(kN);
b
R
- sức chịu tải cực hạn do chống mũi(kN);

Tính toán sức chống cực hạn của mũi xuyên
b b b b c c
R A q A k q= =
Trong đó:
+
c
k
- là hệ số chuyển đổi sức kháng mũi xuyên thành sức kháng mũi cọc, tra bảng G2

c
k
=
0,5;
+
c
q
- là sức chống xuyên trung bình, lấy trong khoảng 3d phía trên và 3d phía dưới mũi cọc
(vì cọc cắm vào lớp cát hạt trung lẫn sạn đoạn 2m > 3d = 1,5m nên trong phạm vi trên và
dưới mũi cọc đều là lớp đất cát hạt trung lẫn sạn, do đó
c
q
= 11598 (kN/m
2
);
+
b
A
- diện tích tiết diện ngang của cọc,
p
A
= 0,19 m
2
0,19.0,5.11598.0,8 881,45
b
R⇒ = =
(kN/m
2
).


Tính toán sức chống cực hạn mặt bên thân cọc
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 22
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
s i i
R u l f
=
∑
Trong đó:
+ u – là chu vi tiết diện ngang cọc, u = 1,57 (m);
+
i
l
- chiều dài của cọc trong lớp đất thứ i ;
+
i
f
- lực ma sát đơn vị của lớp đất thứ i và được xác định theo cường độ đất nền ở mũi cọc
q
c
ở cùng độ sâu,
ci
i
i
q
f
=
α
;
+

ci
q
- là sức kháng mũi xuyên trung bình trong lớp đất thứ i;
+
i
α
- là hệ số chuyển đổi từ sức kháng xuyên sang sức kháng trên thân cọc, tra bảng G2 .
Bảng 1-13 Bảng tính toán sức chống cực hạn mặt bên cọc
Lớp đất
α
i
l
i

(m)
ci
q
(kN/m
2
)
m
c2
R
si
(kN)
Sét xám trắng, dẻo mềm 40 10,3 1323,4
0,85
454,76
Sét pha, dẻo mềm 40 10,8 1963,6
0,85

707,51
Sét xám trắng, dẻo cứng 40 7,4 3834,5
0,85
946,67
Cát pha 100 4,3 5852,3
0,85
213,9
Cát hạt trung, chặt vừa 150 2 11598
0,85
131,4
R
S
(kN) 2519,84
Sức chịu tải cho phép của cọc theo kết quả xuyên tĩnh
881,45 2519,84
1553
3 2
a
R
= + =
kN
e. Sức chịu tải thiết kế
Sức chịu tải thiết kế của cọc:
,
min( ; ; ) min(1390;2780;2233,91;2020,57;1553) 1390
a tk vl dn xt
R R R R= = =
kN
Vậy
,

1390
a tk
R
 
=
 
kN
1.5.3 Kiểm tra cọc làm việc đài thấp và chọn chiều cao đài

Để móng làm việc như móng cọc đài thấp, chiều sâu chôn đài (
f
D
) phải lớn hơn giá
trị h
min
, khi đó đất nền sẽ đóng vai trò chịu toàn bộ tải trọng ngang của móng. Cụ thể:
min
0,7.
f
D h
≥
0
min
2.
tan(45 )
2 .
Q
h
b
ϕ

γ
= −
Trong đó:
Q - là lực xô ngang.
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 23
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
ϕ
góc ma sát trong của lớp đất đặt đài.
γ
dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài.
Giá trị lực ngang lớn nhất tại chân cột:
ax
96,46
m
Q kN
=
Giả sử bề rộng đài móng là b=4m
Đài móng đặt tại lớp đất có
0 '
11 25
ϕ
=
;
3
20 /kN m
γ
=
0
0

min
11 25' 2.96,46
tan(45 ). 1,3
2 20.4
h m= − =
Bề mặt của đài ở cao độ sàn tầng hầm (-3,20m)
Chiều cao đài sơ bộ chọn 1,5 m.
Chiều sâu chôn móng tính từ mặt đất tự nhiên là 3,2m.
Vậy chiều sau chôn đài tại cao độ -4.70 m(thỏa điều kiện).

Kiểm tra lực cắt:
1700
3200
p
A
P
p
B
P
P
tb
-1,50
-4,70
MDTN
Q
tt
Hình 1.4 Chiều sâu đặt đài cọc A2 và D2
2 0 0 '
. . .(h . ) tan (45 11 25 / 2).20.1,7.1,5.4 136,6
pA p A d d

P k h b
= γ = − =
kN
2 0 0 '
. . .(h . ) tan (45 11 25 / 2).20.3,2.1,5.4 257
pB p B d d
P k h b
= γ = − =
kN
136,6 257
196,8
2 2
pA pB
tb
P P
P
+
+
= = =
kN
ax
235,8 96,46
tb ym
P kN Q kN
⇒ = > =
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 24
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015
Thoả điều kiện cân bằng áp lực ngang nên ta có thể tính toán móng với giả thiết tải ngang
hoàn toàn do lớp đất từ trên đáy đài tiếp nhận và lúc đó giả thiết các cọc chỉ chịu kéo, nén.

1.5.4 Xác định số lượng cọc trong đài
Xác định sơ bộ số lượng cọc:
,tk
tt
c
a
N
n
R
= β
Trong đó:
tt
N
- lực dọc tính toán tại chân cột (ngoại lực tác dụng lên móng);
Vì trong quá trình giải khung, để tăng nội lực chân cột cũng như nguy hiểm cho khung, khi
mô hình không tính đà kiềng và sàn tầng hầm. Do đó khi tính móng phải cộng thêm các tải
trọng này vào phần lực dọc tại chân cột.
Đà kiềng, kích thước tiết diện: 300x700mm
- Theo phương Y:
1
. . . . 0,3.0,7.25.1,1.9 / 2 26
d d d
G b h n L kN= γ = =
- Theo phương X:
2
. . . . 0,3.0,7.25.1,1.9 52
d d d
G b h n L kN= γ = =
Sàn tầng hầm dày 200mm, hoạt tải (5kN/m2), n=1,2 :

1
.S . . 0,2.(4,5.9).25.1,1 5.(4,5.9).1,2 465,75
s t
G n kN= δ γ = + =
Lực dọc N
tt
tại chân cột thành:
9250,27 26 52 465,75 9794,02
tt
N kN= + + + =
,tka
R
- sức chịu tải thiết kế của cọc;
β
- hệ số xét đến do moment, chọn
β
=1 -1,5;
9794,02
1,2 8,5
1390
c
n
= =
cọc
Vậy chọn
c
n
= 9 cọc.

Bố trí cọc trong đài

Khoảng cách giữa các cọc theo phương X là 3d = 1500 mm.
Khoảng cách giữa các cọc theo phương Y là 3d = 1500 mm.
Khoảng cách giữa mép cọc tới mép ngoài của đài chọn là d/2 = 250mm
Mặt bằng bố trí cọc như hình 9.5 :
GVHD:TS. NGUYỄN THÀNH ĐẠT TRANG 25
SVTH: HÀ ĐỨC MỸ