Thiết kế móng cọc đài cao

N MễN HC: NN MểNG

GVHD: TRN TH K

N MễN HC
Ni dung :
Thit k múng cc i cao .
A-u bi :
Tit din cc 35x35cm
S liu

T
T

Họ và tên
sinh viên

5

o Duy
Khỏnh

Ai
(lớp
1)
13

w

Bi
Ci

(lớp
(lớp
h1
h2
(m) 2) (m) 3)

Ti

B
L CĐĐT MNCN MNTC MNTN
(m) (m) (m)
(m)
(m)
(m)

3.5

5

8.5

14

5.0

15

5.5

bảng tải

Tỷ trọng
Giới
Giới trọng
Góc ma
Ti trng
Ntt
hạt đất
hạn nhão
hạn dẻo
sát trong

Số

Độ ẩm

lớp

tự nhiên

đất

W(%)

(g/cm3)



13

17.8

1.64

14

45.7

15

13.8

Ti

(T)
(độ)
2410

11.30

Lực

Hxtt

dính c

(T)
kG/cm2
195

4.00

2.50

2.00

Mô đun biến
dạng E

Wnh(%)

Wd(%)

2.72

32.0

16.0

17

0.15

80

1.7

10-7

1.64

2.73

65.7

37.8

22

0.25

70

7.7

10-8

1.78

2.64

34

0.0

160

2.4

10-4

5

HVTH: PHNG VN THI- LP XDC44

cát hạt vừa

kG/cm2

cm/s

1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG
Ntt/3

Ntt/3

Ntt/3

Htt

200

GVHD: TRẦN THẾ KỲ
Ntt
600

8500

200

200

5500

200

6000

200

2.00

200

9000

200

Hình 1 : Sơ đồ trụ cầu

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

10.50
m8.9

CTĐT =

m

11.30m
0.2
m

MNCN =
4.0m
MNTC =
2.5m

L=3
m

MNTN =
2.0m

H=
2.5
m

0.71 m

CTMÐ =
0.0m

Hình 2 : Sơ đồ móng cọc đài cao
B-Đánh giá nền đất và sức chịu tải của cọc :
1- Các chỉ tiêu cơ lý của đất đá :
- Lớp thứ 1 : Chỉ số dẻo Φ : Φ = Wnh - Wd = 32– 16 = 16%
Độ sệt B :

B=

W − Wd
= 0.1125
Wnh − Wd

Tra bảng ta có : Lớp đất á sét;
Trạng thái nửa cứng;
- Lớp thứ 2 : Chỉ số dẻo Φ : Φ = Wnh - Wd = 65.7-37.8 = 27.9
Độ sệt B :

B=

W − Wd
=0.2832
Wnh − Wd

Tra bảng ta có : Lớp đất sét ; Trạng thái dẻo ;
- Lớp thứ 3: cát hạt vừa
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

3

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

Hệ số rỗng ε :

ε=

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

∆.γ nc ( 1 + W )
2.64.1( 1 + 13.8.0 ,01 )
−1 =
− 1 =0.6878
γw
1.78

Tra bảng ta có : Lớp đất cát hạt vừa, chặt vừa.
⇒ Từ số liệu đề bài ta thấy lớp đất 3 là lớp đất tốt, nằm tương đối sâu → Dùng móng sâu .
Cụ thể ở đây ta dùng móng cọc đài cao , dùng cọc bê tông côt thép sẽ khắc phục được ảnh hưởng của
mực nước ngầm cao, khả năng chịu lực của cọc lớn . Phương pháp này phổ biến với công nghệ thi công
hạ cọc bằng máy ép thuỷ lực như hiện nay không những cho thời gian thi công nhanh mà còn đem lại
nhiều lợi ích khác nữa .
Cấu tạo đất sét nằm không qua sâu, có độ dày lớn → dùng cọc ma sát . Đóng cọc xuyên qua lớp á sét
nửa cứng và lớp sét dẻo xuống lớp cát hạt vừa .
2-Xác định tải trọng tác dụng lên đáy đài :

Htt= H0 =195 KN; Mtt= Htt. (0.6+5.8+2.5)= 195 x 8.9 = 1735.5 KN.m
Ntt=N0+Nbt

Nbt =γbt.(vđỉnh trụ +vtrụ + vđài)
vđỉnh trụ = (

3.04

vtrụ

2.75

= ( x3.042x 1 / 20 – x2,752x 1 / 20 ) +

Vđài
Vậy

x2,952+ 3 x 5,9)x0.6 =27 m3
5.5 + 6.08
x5,8x3 =559.03 m3
2

= 7.5x10.5x2.5 =196.875 m3

Ntt =

2410 +2.5x(27+559.03+196.875) =4367.26 T

3 -Xác định sức chịu tải của cọc :
Tải trọng tác dụng dọc trục : Tính cho cọc thẳng đứng .
a-Theo đất nền :
Sử dụng công theo chỉ tiêu cơ lý đất nền :
Pgh = mn(UΣmffili + FmRR)
Pd = Pgh / ktc
Hệ số ktc = 1.4

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

4


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

Hệ số mn = mf = mR = 1.0
Chu vi cọc U : U = 4*0.35 = 1.4 (m)
Diện
tích
mặt
cắt
ngang
F
:
F
=
0.35*0.35
=
0.1225
(m2)
li là chiều dài cọc trong lớp đất thứ i (đối với các lớp đất lớn có chiều dày ≥ 2m thì được chia làm
các lớp đất nhỏ có chiều dày ≤ 2m) .
Theo sơ đồ hình 3 và các bảng tra , ta có : bảng thành phần ma sát xung quanh thân cọc :
Lớp
đất

A

B

C

Lớp
phân
tố

Chiêu
dày lớp
phân tố
(m)

L1

Độ sệt B
(Trạng thái đất)

Hệ số

(m)

U .l i . f i

Chu vi
cọc
U(m)

Chiều
dài cọc
l i (m)

(T/ m 2 )

1

1.5

2.75

0.1125

5.7656

1.4

1.5

12.108

2

2

4.5

0.1125

6.8063

1.4

2

19.058

3

1.5

6.25

0.2832

4.498

1.4

1.5

9.446

4

1.5

7.75

0.2832

4.7024

1.4

1.5

9.875

5

2

9.5

0.2832

4.892

1.4

2

13.698

6

2

11.5

Cát vừa chặt vừa

6.745

1.4

2

18.886

7

2

13.5

Cát vừa chặt vừa

7.025

1.4

2

19.670

8

2

15.5

Cát vừa chặt vừa

7.305

1.4

2

20.454

14.5

123.194

Tổng

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

5


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

2750

4500
6250
7750
9500
11500
13500
15500

2000

2000

6000

2000

2000

5000

1500 1500

2000

3500

1500

2000

1000

L1

Hình 3 : Sơ đồ xác định SCT của cọc theo nền đất

Sức chống ở mũi cọc :
L2 = 16.5 m ; cát hạt vừa , Rtc = 452T/m2 .
Pgh = 1× (123.194+ 0.35*0.35*452)
= 178.564 (T)
Pd = 178.564 /1,4 =127.55(T)
b- Theo vật liệu :
Cọc dùng bê tông mác 300#. . Giả thiết dùng 8 Φ25 nhóm AIII (theo bảng 21-PL) có Fa=39.27
cm ; Ra = 3650 (kG/cm2) ; lớp bảo vệ cốt thép ac = 3 cm .
2

PVL = φ (Rn ×Fb + Ra ×Fa)
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

Theo bảng 7 PL với đất á sét trạng thái nửa cứng , dẻo cứng , cát vừa chọn có :
ktb = 650 T/m4 ;
Fb = 0.35*0.35 = 0.1225m2 ;
E = 2.9*106 T/m2 (bảng 17-PL) ;

J = b*h3/12 = 0.354/12 = 0.00125 m4 ;
EJ = 2.9*106*0.00125 = 3625 Tm2 ;
bc = 1.5*dc + 0.5 = 1.5*0.35+ 0.5 = 1.025 m ;
Tính mẫu số của Le :

=

5

L e=

ktbbc
=
EJ

5

2

Le =
5

k tb .bc
EJ

650 × 1.025 5
= 0.184 = 0.713
3625

2

= 2.81 m → Lqu = 3 + 2.81 = 5.81 (m)
0.713

Lqu/dc = 5.81/0.35 = 16.6, tra bảng 9a PL ta có φ = 0.878
Thay số ta có :
PVL = 0.878×(130×35×35 + 3625×39.27) = 264809 (KG)
= 264.809 (T)
So sánh 2 trị số lấy Pc = Pd = 127.55T .
C – Xác định số lượng cọc và bố trí cọc :

β .N
;
Pc
Lấy β = 1.3 ; (1.0≤ β ≤1.5)

1.Số lượng cọc n : n =

N = 4367.26 (T)
→ n = 1,3.

4367.26
127.55

=46.51 ; Ở đây ta bố trí 48 cọc ;

2.Bố trí cọc trong đài :
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

7

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

a.Kích thước đài
Chiều cao đài
H = 2.5 m
Cạnh của đài :
a = 10.5 m
b = 7.5m
b.Tính nội lực tại các đỉnh cọc :
Tính các độ cứng EJ , EF :
F = 0.35*0.35 = 0.1225 m2
E = 2.9*106 T/m2
J = b*h3/12 = 0.354/12 = 0.00125 m4 ;
EJ = 2.9*106*0.00125 = 3625 Tm2 ;
EF = 2.9*106*0.1225 = 355250 Tm2 ;

Chiều rộng tính toán của cọc :
att = 0.9 * (dc + 1) = 0.9*(0.35 + 1) = 1.215 m

3.Tính hệ số mtb
hm = 2 ×(b+1) = 2 ×(7.5+1) = 17 > chiều sâu đóng cọc=16.5m => lấy hm = 16.5 m
Tra bảng 7a phụ lục: m1 = m3 = 500(T/m4) ; m2 = 400 (T/m4)
m1h1[2(h 2 +h 3 )+h1 ]+m 2 h 2 (h 2 +2h 3 )+m3h 32
m tb =
h 2m
500.3.5[2( 5 + 6) + 3.5] + 400.5(5 + 2.6) + 500.6 2
= 354.91 (T/m4);

=
2
16.5
với chú ý hm= 16.5m;
Tính α=

5

mtb .att 5 354 ,91.1,215
=
=0.632
EJ
3625

4.Tính h = α
Kh =

C h ×J h
( α×E×J )

h = 0.632 X 14.5 =9.164 m
do Jh = J ; Ch = m3×h = 500×14.5= 7250 T/m3 ;

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

8


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG
Do đó

:

Kh =7250

0.00125/(0.632

GVHD: TRẦN THẾ KỲ
3625) = 0.0039 ≈ 0

5.Tính chuyển vị đơn vị tại cao trình mặt đất : (trường hợp cọc đi qua các lớp đất thông thường) theo
công thức :
δ0HH =

1 ( B3 D 4 -B4 D3 ) +K h (B2 D 4 -B4 D 2 )
.
α3 EJ ( A 3B4 -A 4 B3 ) +K h ( A 2 B4 -A 4 B2 )

δ0MH =δ0HM =

δ0MM =

1 ( A 3D 4 -A 4 D3 ) +K h (A 2 D 4 -A 4 D 2 )
.
α EJ ( A 3 B4 -A 4 B3 ) +K h ( A 2 B4 -A 4 B2 )
2

1 ( A 3C 4 -A 4 C3 ) +K h (A 2 C 4 +A 4C 2 )
.
αEJ ( A 3 B4 -A 4 B3 ) +K h ( A 2 B4 -A 4 B2 )

αEJ = 0,632

3625 = 2291 T m2

α2EJ = 0,6322

3625 = 1447.9 T m2

α3EJ = 0,6323

3625 = 915.1 T m 2

Tra bảng 23- PL với giá trị h = 5.0 m (là giá trị lớn nhất của bảng) được hiệu các tích số của tử số
và mẫu số , thay vào công thức ta có :
0
= 2382/(979.678*915.1 ) = 0.002657 m/T
δ HH
0
0
= 1588.4/(979.678*1447.9) = 0.00112m/T
δ MH
= δ HM
0
= 1713.28/(979.678*2291) = 0.000763 m/T
δ MM

6.Tính chuyển vị đơn vị tại cao trình đỉnh cọc theo công thức :

δ PP =

L0 + h kn
+
EF
Ch F

δ HH =

L30
0
0
0
+ δ MM
L20 + 2δ HM
L0 + δ HH
3EJ

δ HM = δ MH

L20
0
0
=
+ δ MM
L0 + δ HM
2 EJ

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

9

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

L0
0
+ δ MM
EJ

δ MM =

Thay số vào ta có :
k n = d c /5 = 0.35/5 = 0.07 ;
Ch = mh × h = 354.91 ×14.5= 5146.2 T/m3

δ PP = ((3 + 14.5) / 355250) + 0.07 / (0.1225
δ HH = (33 / (3

3625)) + 0.000763

δ HM = δ MH = (32/(2

32 + 2

3625)) + 0.000763

5146.2) = 0.00016 m/T
3

0.00112+ 0.002657 = 0.0175 m −1

3+ 0.00112= 0.00465 m −1

δ MM = (3/3625) + 0.000763 = 0.00159 T m −1
7.Xác định các phản lực tại đầu cọc theo công thức :

ρ HH =

δ MM
=0.00159 / (0.0175
2
δ HH δ MM − δ HM

0.00159 - 0.00465 2 ) = 256.348( T/m);

ρ MH =

δ HM
=0.00465 / (0.0175
2
δ HH δ MM − δ HM

0.00159 -0.00465 2 )

ρ MM =

δ HH
=0.0175 / (0.0175

2
δ HH δ MM − δ HM

ρ PP =

1

δ PP

=749.7(T/m);

0.00159 - 0.00465 2 ) =2821.443(T/m);

=1/0.00016 =6250 (T/m) ;

8. Xác định các phản lực đơn vị rik tại các liên kết của hệ cơ bản :
Các chỉ tiêu hình học của các nhóm được ghi trong bảng sau . Trong đó số thứ tự các nhóm
cọc được đánh số từ trái qua phải , trục toạ độ đi qua trọng tâm đáy bệ (trọng tâm các cọc) . Do đó
móng cọc là đố xứng qua trục toạ độ .

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

10


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ
Bảng 3

Ký hiệu
nhóm cọc

Số cọc
trong
nhóm

X i (m)

δ i (độ)

sin δ i

cos δ i

Sin2 δ i

Cos2 δ i

1

6

-4.55

-9027’45”

-0.164

0.986

0.0270

0.973

2

6

-3.25

0

0

1

0

1

3

6

-1.95

0

0

1

0

1

4

6

-0.65

0

0

1

0

1

5

6

0.65

0

0

1

0

1

6

6

1.95

0

0

1

0

1

7

6

3.25

0

0

1

0

1

8

6

4.55

9027’45”

0.164

0.986

0.0270

0.973

Ta đặt : ρ 0 = ρ PP − ρ HH thì các hệ số xác định theo công thức sau :
rVV = ∑ ρ 0 cos 2 δ i + ∑ ρ HH
ruu = ∑ ρ 0 sin 2 δ i + ∑ ρ HH

rωω = ∑ ρ 0 xi2 cos 2 δ i + ∑ ρ HH xi2 + 2 * ∑ ρ HM xi sin δ i + ∑ ρ MM
rvu = ruv = ∑ ρ 0 sin δ i cos δ i
ruω = rωu = ∑ ρ 0 x i sin δ i cos δ i − ∑ ρ MH cos δ i
rvω = rωv = ∑ ρ 0 x i cos 2 δ i + ∑ ρ HH cos δ i + ∑ ρ MH sin δ i ;
Thay các trị số vào công thức ta có :

ρ 0 = ρ PP − ρ HH = 6250– 256.348= 5993.652T/m
rvv = 5993.652× (12×0.973+ 36×1) + 48×256.348= 298058.057
ruu = 5993.652× (12× 0.027 + 36 × 0) + 48× 256.348= 14246.647
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

11


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

rωω = 5993.652*(12*4.55*4.55*0.973 + 12*3.25*3.25 + 12*1.95*1.95 + 12*0.65*0.65)
+256.348*(12*4.55*4.55+ 12*3.25*3.25 + 12*1.95*1.95 + 12*0.65*0.65) +
2*749.7*12*4.55*0.164 + 48*2821.443=2770402.41
ruv = rvu = rvω = rωv = 0 (do móng đối xứng)
ruω = rωu =5993.652*12*4.55×0.164*0.986 – 749.7*(36×1 + 12×0.986)
= 17058.533
Ta có hệ phương trình chính tắc :
298058.057×v

= N

14246.647×u + 17058.533× ω

= Hx

17058.533×u + 2770402.41× ω
Trong đó :

N = 4367.26 (T)

= My
;

HX = 195 (T);
M =1735.5 (Tm)
9.Giải hệ phương trình ta có :
v = 0.01465 m ;
u = 0.01303 m ;
ω= 0.00055 rad ;

10.Xác định nội lực đỉnh cọc :
N i = (u * sin δ i + (v + ω * x i ) * cos δ i ) * ρ iPP
H i = (u * cos δ i − (v + ω * xi ) * sin δ i ) * ρ iHH − ω * ρ iHM

M i = ω * ρiMM − (u * cos δ i − (v + ω * xi ) sin δ i ) * ρ iHM
Lập bảng để tính nội lực :

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

12

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

Kết quả được ghi ở bảng 4 .
11.Bảng kiểm tra kết quả tính toán :
Kết quả được ghi ở bảng 5
Chú ý : Khi tính toán kiểm tra cột Ni ; Hi ; Mi phải nhân với số lượng cọc trong nhómBảng 5
sinδi

cosδi

Nhóm

xi(m

v(m)

u(m)

cọc

)

<1>

<2>

<3>

<4>

<5>

<6>

1

-4.55

-0.164

0.986

0.01465

0.01303

2

-3.25

0.000

1.000

0.01465

3

-1.95

0.000

1.000

4

-0.65

0.000

5

0.65

6

ω(rad)

u×sinδi

xi×ω

v+xi×ω

<9>

<10>

0.00055 -0.0021421

-0.0025025

0.0121475

0.01303

0.00055

0

-0.0017875

0.0128625

0.01465

0.01303

0.00055

0

-0.0010725

0.0135775

1.000

0.01465

0.01303

0.00055

0

-0.0003575

0.0142925

0.000

1.000

0.01465

0.01303

0.00055

0

0.0003575

0.0150075

1.95

0.000

1.000

0.01465

0.01303

0.00055

0

0.0010725

0.0157225

7

3.25

0.000

1.000

0.01465

0.01303

0.00055

0

0.0017875

0.0164375

8

4.55

0.164

0.986

0.01465

0.01303

0.00055 0.00214212

0.0025025

0.0171525

(m)

(v+xi×ω)cosδi

(v+xi×ω)cosδi+v

ρPP

<7>

Pi(T)

<8>

u×cosδi

(v+xiω)sinδi

u×cosδi (v+xiω)sinδi

<11>

<12>

<13>

<14>

<15>

<16>

<17>

0.01198222

0.02663222

6250

61.501

0.01285

-0.001997037

0.01484975

0.0128625

0.0275125

6250

80.391

0.01303

0

0.01303

0.0135775

0.0282275

6250

84.859

0.01303

0

0.01303

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

13


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

0.0142925

0.0289425

6250

89.328

0.01303

0

0.01303

0.0150075

0.0296575

6250

93.797

0.01303

0

0.01303

0.0157225

0.0303725

6250

98.266

0.01303

0

0.01303

0.0164375

0.0310875

6250

102.73

0.01303

0

0.01303

0.016919122

0.031569122

6250

119.13

0.01285

0.002819854

0.01003286

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

14


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

ρHH

ρHH x (u×cosδi-

<18>
256.348

ω×ρH

ρHM

(v+xiω)sinδi

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

<17>×
Hi(T)

ρHM

M

<19>

<20>

,<21>

3.806703591

749.7

0.41234

<22>

<23>

3.394368

11.1328

6

6

ρMM

ω×ρMM

Mi(Tm)

<24>

<25>

<26>

3075

1.69125

-9.44160722

256.348

3.34021444

749.7

0.41234

2.9278794 9.768591

3075

1.69125

-8.077341

256.348

3.34021444

749.7

0.41234

2.9278794 9.768591

3075

1.69125

-8.077341

256.348

3.34021444

749.7

0.41234

2.9278794 9.768591

3075

1.69125

-8.077341

256.348

3.34021444

749.7

0.41234

2.9278794 9.768591

3075

1.69125

-8.077341

256.348

3.34021444

749.7

0.41234

2.9278794 9.768591

3075

1.69125

-8.077341

256.348

3.34021444

749.7

0.41234

2.9278794 9.768591

3075

1.69125

-8.077341

256.348

2.57190339

749.7

0.41234

2.1595684

3075

1.69125

-5.830384541

7.52163
5

11) Bảng kiểm tra kết quả tính toán.
Chú ý: Khi tính toán kiểm tra, cột Pn; Hn; Mn phải nhân với số lượng cọc trong nhóm.
Nhó

Ni(T)

Nicosδi

Ni sinδi

m

Nixicosδ

Mi

Hi

Hi cosδi

Hi sinδi

Hixisinδi

<8>

<9>

<10>

i

cọc
<1>

<2>

<3>

<4>

<5>

<6>

<7>

1

369.004

363.983

-60.664

-1656.1

-56.650

20.366

20.0891

-3.3482

15.2342

2

482.344

482.344

0

-1567.6

-48.464

17.567

17.5673

0

0

3

509.156

509.156

0

-992.85

-48.464

17.567

17.5673

0

0

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

15


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

4

535.969

535.969

0

-348.38

-48.464

17.567

17.5673

0

0

5

562.781

562.781

0

365.808

-48.464

17.567

17.5673

0

0

6

589.594

589.594

0

1149.71

-48.464

17.567

17.5673

0

0

7

616.406

616.406

0

2003.32

-48.464

17.567

17.5673

0

0

8

714.797

705.071

117.512

3208.07

-34.982

12.957

12.7811

2.1302

9.6923

Tổng

4380.05

4365.304

56.848

2161.93

-382.416

138.727

138.2739

-1.217999416

24.9266

Tổng các lực theo phương thẳng đứng
3+(-9)

4366.522

Sai số

4367.26
-0.017%

Tổng các lực theo phương ngang
4+8

195.122

Sai số

195
0.063%

Tổng các mômen :
5-10+6

1754.59

Sai số

1735.5
1.088%

12.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc :
+ Cọc chịu nén lớn nhất :
Theo bảng 4 tải trọng chịu nén lớn nhất là các cọc thuộc nhóm 8 với NMax = 119.13 (T) , ta lấy trị số
này để kiểm tra :
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

16


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

Theo đất nền :
NMax + ∆ N ≤ P c
Vế trái = 119.13+ 0.35×0.35×17.5×2.5×1.1 = 125.03 (T)
Vế phải P c = 127.55 (T)
Điều kiện trên được thoả mãn .
Theo vật liệu : NMax ≤ PVL
Vế trái = 119.13 (T)
Vế phải : PVL = 264.809 T
Điểu kiện trên được thoả mãn .
13.Tính ứng suất tại đáy móng khối quy ước :
Góc mở móng khối quy ước α = ϕ tb /4

ϕtb =

ϕ1h1 + ϕ2 h2 + ϕ3h3
h1 + h2 + h3

= (3.5*17+5*22+6*34)/(3.5+5+6)= 25045’31”

ϕ tb /4 = 6026’23” < 9027’45” (góc nghiêng cọc xiên) do đó lấy δ =9027’45”
hqu = 14.5m
aqu = 10.5+ 2*(14.5 + 3)*tg δ = 10.5+ 2*17.5*0,166 = 16.31 m
bqu= 7.5 + 2*(14.5 + 3)*tg δ = 7.5 + 2*17.5*0.166 = 13.31 m
Trọng lượng các đoạn cọc L0 :
∆N 1 = 48*3*0.35*0.35*2.5*1.1 = 48.51 T
Trọng lượng của móng khối quy ước
∆N 2 = 16.31×13.31×14.5×2.0 = 6295.497 T
Tổng tải trọng tại cao trình mũi cọc :
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

17


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

∑N

tt

∑M

tt

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

= N + ∆N1 + ∆N 2 = 4367.26 + 48.51 + 6295.497 = 10711.267(T)

=Mx + Hx*17.5= 1735.5 + 193×17.5 = 5113 Tm

σ tb = ∑ N tt / Fqu = 10711.267/(16.31*13.31)= 49.34 T/m 2
σ max = σ tb + ∑ M tt / Wqu = 49.34+

5113 * 6
= 58 T/m 2
16.31 2 * 13.31

Cường độ tính toán theo đất nền được xác định theo công thức
R = 1.2×{R’×[1+k 1 ×(b qu -2)] + k 2 × γ 3 ×(h qu -3)} + 0.1×H n
Theo PL ta có :
R’ = 2.5 KG/cm 2 = 25 T/m 2 ; k 1 = 0.1 ; k 2 = 3.0 ; H n = 2 m ;
bqu = 6 m (vì bqu =13.31>6 nên ta lấy bqu =6m)
Thay số vào ta có :
R = 1.2×{2.5×[1 + 0.1×(6 - 2)] + 3×1.78×(14.5 - 3)} + 0.1×2 = 78.1 T/m 2
Như vậy σ tb < R ; σ max < 1.2*R
Kết luận : nền đủ khả năng chịu tải .
14.Kiểm tra độ lún :

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

18


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

MNTC=200

MNTC

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

MNTC=200

MNTC

1:8

1:8

26.417

25.25

0

23.69

1

21.26

2

17.68

3

15.28

4

13.13

5

11.01

6
42.593

Ϭbt

9.32

7

Ϭz

8

7.879

z
Hình 4: Sơ đồ móng khối quy ước

Hình 5: Sơ đồ tính lún

Tính lún tại tâm móng theo phương pháp tổng các lớp phân tố, sau đó so sánh với [S] =

64

= 8 cm
ƯS gây lún : (chú ý tính với tải trọng tiêu chuẩn)

σ gl = σ tb /1.15 - σ bt = 49.34/1.15 – 21.77 = 21.134 T/m 2
Tỷ số 2 cạnh móng khối quy ước :
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

19


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

m = aqu/bqu = 16.31/13.31 = 1.225
Chia nền đất dưới đế móng khối quy ước thành các lớp mỏng có chiều dài (0.1 – 0.4)bqu ; ở đây lấy
hi = 1.5 m , tính ứng suất gây lún và ứng suất bản thân của các lớp phân tố . Coi lớp đất 1 và lớp đất
2 không thấm nước , khi xác định ứng suất do trọng lượng bản thân phải tính trọng lượng của nước .
Lớp đất thứ 3 phải tính với dung trọng đẩy nổi . Ví dụ ứng suất do trọng lượng đất tại đáy móng
khối quy ước sẽ là :
σ bt = ∑ γ×h
i
i+γ×h
dn

n

= 1.64×3.5 + 1.64×5 +0.9717×6+1×2 = 21.77 T/m 2

Lớp thứ 3 có

γ dn =

(∆ − 1) × γ n
= (2.64-1)/(1+0.6878) = 0.9717 T/m3
(1 + ε 0 )

Lần lượt tính ứng suất ở đáy các lớp phân tố :
Ứng suất gây lún do tải trọng ngoài(phụ thêm) được tính theo công thức :

σ Z = k 0 * σ gl
Trong đó k0 là hệ số giảm ứng suất theo chiều sâu được tra trong phụ lục . Kết quả tính ứng suất σ Z
được ghi ở bảng 6 .
Xác định phạm vi tính lún H : tại đáy lớp phân tố thoả mãn điều kiện : σ Z ≤ 0.2 σ bt
Tại đáy lớp thứ 10 có σ Z = 6.955/m2 ;
0.2* σ bt = 0.2*36.346= 7.269 T/m2 ;
Như vậy phạm vi tính lún H = 15m
Độ lún tính theo công thức : S =

β
* σ ztb * hi
E

Trong đó β = 0.8 ; E = 160 kG/cm2

Lớ
p

đất

Điể
m
tính

z

σ bt

a qu

b qu

(m)

(T/m 2

(m)

(m)

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

aqu
bqu

z
bqu

k0

σZ

hi

σ tb

E

si

(T/m 2

(m

(T/m 2

(T/m 2

(m)
20


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

)

3

)
1

)

)

21.134

)

0

0

21.770

16.31 13.310 1.2254 0.0000

1600

1

1.5

23.228

16.31 13.310 1.2254 0.1127 0.9823

20.760

1.5

20.947

1600

0.0157

2

3

24.685

16.31 13.310 1.2254 0.2254 0.9512

20.103

1.5

10.051

1600

0.0075

3

4.5

26.143

16.31 13.310 1.2254 0.3381 0.8744

18.480

1.5

19.620

1600

0.0147

4

6

27.600

16.31 13.310 1.2254 0.4508 0.7797

16.478

1.5

18.290

1600

0.0137

5

7.5

29.058

16.31 13.310 1.2254 0.5635

0.663

14.014

1.5

16.247

1600

0.0122

6

9

30.515

16.31 13.310 1.2254 0.6762 0.5778

12.211

1.5

14.345

1600

0.0108

7

10.
5

31.973

16.31 13.310 1.2254 0.7889 0.5074

10.723

1.5

12.369

1600

0.0093

8

12

33.430

16.31 13.310 1.2254 0.9016

0.441

9.320

1.5

10.766

1600

0.0081

9

13.5

34.888

16.31 13.310 1.2254 1.0143 0.3773

7.974

1.5

9.349

1600

0.0070

10

15

36.346

16.31 13.310 1.2254 1.1270 0.3291

6.955

1.5

8.138

1600

0.0990

0.1051

S

Độ lún của nền S = 0.1051m = 10.51 cm < [S] = 12 cm .
14.Vẽ biểu đồ M(z) và σ ( z ) ; y(z) của cọc nguy hiểm nhất .
Tính và vẽ cho cọc nhóm 1 :
Hi = 3.39 T ; Mi = 9.44 Tm ;
Chuyển cặp nội lực này về cao trình mặt đất, ta có :
H 0 = 3.39T ;
M 0 = Mn + Hn*L0 = -9.44+ 3.39*3 = 0.73 Tm
a. Xác định y0 ; ϕ 0 theo công thức :
y0 = δ 0 HH H 0 + δ 0 HM M 0

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

21


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

ϕ 0 = −(δ 0 MH H 0 + δ 0 MM M 0 )
Thay số : y 0 = 0.002657 × 3.39 + 0.00112 × 0.73 = 0.00982 m

ϕ 0 = - (0.00112 × 3.39 + 0.000763 × 0.73)) = - 0.00435 rad.
b. Xác định M(z) và vẽ biểu đồ :
Trị số M(z) xác định theo công thức :
M ( z ) = α 2 EJ*(A 3 *y 0 + B 3 * ϕ 0 / α + C 3 *M0/ α 2 EJ + D 3 *H0/ α 3 EJ)
Với : α 2 EJ = 1447.9 ; α 3 EJ = 915.1 ; α =0,632;
M ( z ) =(1447.9 *(A 3 *0.00982 + B 3 *(- 0.00435 /0,632) + C 3 *0.73 /1447.9 + D 3 *3.39/915.1)

M ( z ) = 14.22 A3-9.96B3+0.73 C3+5.36 D3
Chia cọc theo chiều sâu với bước ∆ z = 1.58m;3.16m;4.74m;...; tương ứng ta có z* là 1.0;2.0;3.0;...
và tra các hệ số A 3 ; B 3 ; C 3 ; D 3 ở bảng PL .
Kết quả M(z) trình bày ở bảng 7
z

z*

A3

B3

C3

Bảng 7
D3

14.22 A 3

-9.96 B 3

0.73 C 3

5.36 D 3

M (z)
(Tm)

0

0

0

0

1

0

0

0

0.73

0.000

0.73

1.58

1

-0.167

-0.083

0.975

0.994

-2.375

0.827

0.712

5.328

4.49

3.16

2

-1.295

-1.314

0.207

1.646

-18.415

13.087

0.151

8.823

3.65

4.74

3

-3.54

-6

-4.681

-0.891

-50.339

59.760

-3.417

-4.776

1.23

6.32

4

-1.614

-11.737

-17.409

-15.076

-22.951

116.901

-12.709

-80.807

0.43

7.9

5

24.986

11.507

-19.611

-41.444

355.301

-114.610

-14.316

-222.140

4.24

c. Xác định σ ( z ) ; y ( z ) theo công thức :
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

22


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

σ ( z ) = m*z*(A 1 *y 0 + B 1 * ϕ 0 / α + C 1 *M 0 / α 2 EJ + D 1 *H 0 / α 3 EJ)
y ( z ) = A 1 *y 0 + B 1 * ϕ 0 / α + C 1 *M 0 / α 2 EJ + D 1 *H 0 / α 3 EJ
với α =0.632;
αEJ = 0,632

3625 = 2291 T m2

α2EJ = 0,6322

3625 = 1447.9 T m2

α3EJ = 0,6323

3625 = 915.1 T m 2

m = 500 T/m 4

σ y ( z ) = m*z*(A 1 *0.00982 + B 1 *(-0.00435/0.632) + C 1 *0.73/1447.9 + D 1 *3.39/915.1 )
hay σ y ( z ) = m*z*(A 1 *0.00982 -0.00688B 1 + 0.0005C 1 + 0.0037D 1 )
Do σ y ( z ) = m*z* y ( z ) vì vậy :
y ( z ) = A 1 *0.00982 -0.00688B 1 + 0.0005C 1 + 0.0037D 1
Cũng chia cọc theo chiều sâu với bước ∆ z = 1.58m;3.16m;4.74m;...; tương ứng ta có z* là
1.0;2.0;3.0;... và tra các hệ số A 3 ; B 3 ; C 3 ; D 3 ở bảng PL .
Kết quả σ ( z ) ; y ( z ) trình bày ở bảng 8

Bảng 8

HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

23


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG
z

z*

A1

B1

C1

D1

GVHD: TRẦN THẾ KỲ
0.00982 -0.00688

0.0005

0.0037

σ (z)

A1

B1

C1

D1

(T/m )

y (z)

2

m

0

0

1

0

0

0

0.00982

0.00000

0.00000

0.00000

0.0000

0.00982

1.58

1

0.992

0.997

0.499

0.167

0.00974

-0.00686

0.00025

0.00062

2.9621

0.00375

3.16

2

0.735

1.823

1.924

1.308

0.00722

-0.01254

0.00096

0.00484

0.7538

0.00048

4.74

3

-0.928

1.037

3.255

3.858

-0.0091

-0.00713

0.00163

0.01427

-0.8186

-0.00035

6.32

4

-5.853

-5.941

-0.897

4.548

-0.0575

0.04087

-0.00045

0.01683

-0.7056

-0.00022

7.9

5

-10.39

-22.50

-22.43

-11.16

-0.1021

0.15482

-0.01122

-0.04130

0.9348

0.00024

Biểu đồ M(z), Ϭ(z) và y(z) trình bày ở hình:

Hình 6: Các biểu đồ chuyển vị ngang, moomen và ứng suất theo phương ngang của cọc
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

24

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: NỀN MÓNG

GVHD: TRẦN THẾ KỲ

Kiểm tra áp suất mặt bên của cọc :
Theo biểu đồ ứng suất mặt bên của cọc ta thấy ứng suất lớn nhất xuất hiện
ở độ sâu z=1.58
σ ( z ) ≤ η1η 2

4
(γ * z * tgϕ tt + c tt )
cos ϕ tt

Lấy η 1 = η 2 =1 ; ϕ tt = 17 0 ; cos ϕ tt = 0.9563 ; tg ϕ tt = 0.3057 ; γ = 1.64 T/m 3
c tt = 0.15 KG/cm 2 = 1.5 T/m 2
Vế trái σ ( z ) = 2.962 T/m2
Vế phải = 1*1*4*(1.64*1.58*0.3057 + 1.5)/0.9563 = 9.58 T/m2
Kết luận : áp lực ngang thoả mãn điều kiện trên , cọc ổn định theo phương ngang .
16.Tính toán kiểm tra cọc :
a.Khi vận chuyển và treo lên giá búa
Có 2 loại cọc : cọc thẳng đứng dài 17.9m ; loại cọc nghiêng dài 18.1m
Cấu tạo cọc lam 2 đoạn :
Đoạn 1 : có mũi cọc dài 7.90 m và 8.10 m
Đoạn 2 : phía đầu cọc dài 10m dùng chung cho cả 2 loại cọc đứng và cọc nghiêng .
Kiểm tra cho đoạn cọc 10m :
Sơ đồ làm việc của cọc như dầm đơn giản có đầu mút thừa là L1=0.207*10=2.07m chịu tác
dụng của trọng lượng bản thân :

M = q* L1 /2 = 0.3369 × 2.072/2 = 0.7218 Tm ;
2

trong đó q = 0.35*0,35*2.5*1.1 = 0.3369 T/m ;
Fa = M/(0.9*h0*Ra) = 0.7218/(0.9*0.32*36500) = 0.000069 m2 = 0.69 cm2
Tương tự có thể kiểm tra cho trường hợp cọc treo lên giá búa .
b.Kiểm tra cọc khi làm việc trong móng :
HVTH: PHÙNG VĂN THÁI- LỚP XDCĐ44

25