Thiết kế móng cọc ép
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.41 MB, 36 trang )
CHƯƠNG 9
THIẾT KẾ MÓNG CỌC
ÉP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS. VÕ MINH THIỆN
CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
9.1. Tải trọng
9.1.1. Tải trọng tính toán
Dựa vào bảng tổ hợp nội lực tính toán chân cột.
Moxtt:
mô men uốn quanh trục x.
Moytt:
mô men uốn quanh trục y.
Qoxtt:
lực cắt theo trục x.
Qoytt:
lực cắt theo trục y.
Nội lực tính toán đáy đài: lực dọc Nz từ etabs chưa kể thêm tải trọng sàn tầng
hầm và vách hầm. Tải trọng sàn tầng hầm và vách tầng hầm được tính toán
riêng.
Tải trọng tính toán tại chân cột C9:
N ham F.(g ham pham ) 18,36(25.1,1.0, 25 1, 2.6) 236,385kN
Ntuongvay btct .L.tuongvay .h 25.1,1.0,25.(3,9 3,6).3,1 1196,91kN
Trường hợp tải
(Nmax, Mxtu, Mytu, Hxtu, Hytu)
(Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu)
(Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu)
Tổ hợp
Nztt
(kN)
Mytt
Mxtt
(kN.m) (kN.m)
Hytt
Hxtt
(kN)
(kN)
COMB10 MAX -4002.97
-44.433
-42.988
28.72
-33.43
COMB11 MAX -3915.63
-33.619
-59.681
22.86
-29.52
-4002.97
-44.433
-42.988
28.72
-33.43
Hytt
Hxtt
COMB10 MAX
Tải trọng tính toán tại chân cột C11:
N ham F.(g ham pham ) 65, 2(25.1,1.0, 25 1, 2.6) 839, 45kN
Trường hợp tải
Tổ hợp
Nztt
Mytt
Mxtt
(kN) (kN.m) (kN.m) (kN) (kN)
-11389 -19.612 12.934 -15.32 -20.19
COMB1
(Nmax, Mxtu, Mytu, Hxtu, Hytu)
(Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB11 MAX -10720.7 -58.284 -137.336 -56.39 -31.93
-30
-47.04
(Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB10 MAX -10675.13 -117.392 -40.644
Chọn tổ hợp Nmax tính toán sau đó kiểm tra với 2 tổ hợp còn lại.
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 183
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
9.1.2. Tải trọng tiêu chuẩn
Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới
hạn thứ hai.
Tải trọng lên móng đã tính được từ Etabs v9.7.4 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 = 1,2.
Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn nhận được bằng cách lấy tổ hợp các tải trọng
tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình.
Tải trọng tiêu chuẩn tại đáy đài chưa kể trọng lượng đài.
Tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột C9:
N ham
236,385
205,55kN
1,15
N tuongvay
1196,91
1040,79kN
1,15
Trường hợp tải
(Nmax, Mxtu, Mytu, Hxtu, Hytu)
(Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu)
(Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu)
Tổ hợp
Nztc
(kN)
COMB10 MAX -3480.843
Mytc
Mxtc
(kN.m) (kN.m)
-38.637 -37.380
Hytc
Hxtc
(kN)
(kN)
24.973
29.069
COMB11 MAX -3404.89
-29.23
-51.896
19.87
COMB10 MAX -3480.843
-38.637
-37.380
24.973
-25.669
-29.069
Mytc
Mxtc
Hytc
Hxtc
Tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột C11:
N ham
839, 45
729,95kN
1,15
Trường hợp tải
Tổ hợp
Nztc
(kN)
(kN.m) (kN.m) (kN)
COMB1
(Nmax, Mxtu, Mytu, Hxtu, Hytu)
-9903.73 -17.053 11.247 -13.321
(Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB11 MAX -9322.348 -50.681 -119.422 -49.034
(Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB10 MAX -9282.72 -102.08 -35.342 -26.086
(kN)
-17.556
-27.76
-40.905
9.2. Sơ bộ chiều sâu chôn móng và các kích thước
Thiết kế mặt đài trùng mép trên kết cấu sàn tầng hầm (trùng cốt -3,10m).
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 184
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
N
M
Hm
Q
M1
hñ
Q
Ep-Ea
Hình 9.1 Chiều cao đài móng
Chọn chiều cao đài móng là hđ = 1,5 m.
9.3. Cấu tạo cọc
9.3.1. Vật liệu
9.3.1.1. Bê tông (TCVN 5574 – 2012)
Bê tông cho đài cọc dùng Mác 350 (B25) với các chỉ tiêu như sau:
Khối lượng riêng:
= 25 (kN/m3)
Cường độ chịu nén:
Rb = 14,5 (MPa)
Cường độ chịu kéo:
Rbt = 1,05 (MPa)
Môđun đàn hồi:
Eb = 30.10-3 (MPa)
9.3.1.2. Cốt thép (TCVN 5574 – 2012)
Cốt thép gân Ø ≥ 10 dùng loại AII với các chỉ tiêu:
Cường độ chịu kéo:
Rs = 280 (MPa)
Cường độ chịu nén:
Rsc = 280 (MPa)
Cường độ chịu kéo cốt thép ngang:
Rsw = 225 (MPa)
Môđun đàn hồi:
Es = 20.10-4 (MPa)
Cốt thép trơn Ø < 10 dùng loại AI với các chỉ tiêu:
Cường độ chịu kéo:
Rs = 225 (MPa)
Cường độ chịu nén:
Rsc = 225 (MPa)
Cường độ chịu kéo cốt thép ngang:
Rsw = 175 (MPa)
Môđun đàn hồi:
Es = 21.10-4 (MPa)
9.3.2. Kích thước cọc
Sơ bộ chọn cọc đặc có tiết diện vuông 40 x 40(cm).
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 185
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH
Diện tích cọc:
Ac D2 0, 42 0,16(m2 )
Chọn cốt thép trong cọc: 4∅22 + 4∅22 có diện tích cốt thép:
3,14.0,0222 3,14.0,0222
2
As = 4.
0,003(m )
4
4
Sơ bộ chọn chiều dài cọc đảm bảo điều kiện mũi cọc nằm trong lớp đất tốt.
Chiều dài cọc: lc = 36 (m) gồm 3 cọc: chia làm 3 đoạn cọc, 1 cọc dài 12 (m).
Đoạn cọc nằm trong đài: 0,75 (m).
Đoạn cọc nằm trong đất: 35,25 (m).
Mũi cọc nằm ở độ sâu 38,45(m) ngàm 7,09 (m) trong lớp đất 3 (Sét pha cát).
±0.000
-1.400
1500 1700
MÐTN
ĐÁT ĐẮP
MNN -3.000
-3.000
-3.100
-4.600
BÙN SÉT XÁM ĐEN, RẤT MỀN
38450
35250
1
-23.600
CÁT PHA SÉT, XÁM NHẠT, HẠT THÔ LẪN SỎI SẠN KÉM CHẶT
SÉT PHA CÁT, XÁM, DẺO MỀM - NỬA CỨNG
CÁT PHA SÉT, HẠT THÔ, CHẶT
1b
-25.000
2
-26.600
3a
7090
-26.600
-43.450
SÉT PHA CÁT, XÁM NHẠT, HẠT THÔ KÉM CHẶT - CHẶT
3
-50.000
Hình 9.2 Sơ đồ vị trí cọc trong mặt cắt địa chất
Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP
Trang 186
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
9.4. Sức chịu tải cọc
9.4.1. Tính khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu
R VL A c R b As R s
Trong đó:
R b : là cường độ chịu nén tính toán của bê tông cọc
R s :là cường độ chịu nén tính toán của cốt thép
A c : là diện tích mặt cắt ngang của cọc
A s :là diện tích ngang của cốt thép (chọn 8 ϕ 22)
: là hệ số uốn dọc của cọc
1,028 0,0000288 2 0,0016
Khi thi công ép cọc: l01 = ν1.l1 = 1 x 12 = 12 (m)
Khi cọc chịu tải trọng công trình: l02 = ν2.l2
Trong đó : ν2 =0.7 ( thanh 2 đầu ngàm), l2= le
le – chiều dài tính đổi ( trường hợp này xem cọc như ngàm tại vị trí cách
mép dưới đài cọc 1 khoảng le khi cọc làm việc ( trong phần cọc chịu tải
trọng ngang)
K – hệ số tỉ lệ, được xác định theo Bảng A1/(TCVN 10304 -2014 [4]).
Khi tính toán cọc chịu lực ngang, cọc chỉ làm việc với đoạn cọc có chiều
dài lah tính từ đáy đài.
Hệ số nền K = 15000 kN/m4 có (0,6 ≤e≤0,75).Tra bảng A1/(
TCVN 10304 -2014 [4])
bd – hệ số biến dạng, xác định theo công thức:
bd 5
K .bc
E b .I
bc – chiều rộng qui ước của cọc, được xác định như sau:
Khi d ≥ 0.8m thì bc = d + 1m;
Khi d< 0.8m thì bc = 1.5d + 0.5m.
Suy ra: d = 0.4 m thì bc = 1.5x0.4 + 0.5 = 1.1m.
Eb – mođun đàn hồi của bêtông cọc, Eb = 3x107 kN/m2 (B25)
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 187
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
I – momen quán tính của tiết diện ngang cọc.
I=
0.44
d4
=
= 0.00213 (m4)
12
12
Áp dụng tính toán:
Với K, bc, Eb, I như trên thì
bd 5
15000.1,1
0.612
3.0, 00213.3.107
Chiều sâu tính đổi của cọc trong đất:
Le =L0 +
2
2
= 28,16+
=31,4
bd
0, 612
l02 = ν2.l2 = 0,7x31,4= 22 m
Thiên về an toàn chọn l0 = max(l01, l02) = 22 m
1,028 0,0000288 2 0,0016
l0 / d = 22/0,4 = 54
=> = 1,028 – 0,0000288.542 – 0,0016.54 = 0,853
→ Qvl 0,853.14500.0,16 0,003.280000 2705,3kN)
9.4.2. Tính khả năng chịu tải của 1 cọc theo đất nền (Theo TCVN 205 – 1998)
- Cọc nằm trong móng hoặc cọc đơn chịu tải dọc trục đều phải tính toán theo
sức chịu tải của đất nền với điều kiện :
+ Đối với cọc chịu nén :
N c ,d
R
0
Rc ,d ; Rc ,d c ,k
n
k
N t,d
R
0
Rt,d ; Rt,d t,k
n
k
+ Đối với cọc chịu kéo :
-
Trong đó :
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 188
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
Nc,d và Nt,d tương ứng là trị tính toán tải trọng nén và tải trọng kéo tác dụng
lên cọc ( lực dọc phát sinh do tải trọng tính toán tác dụng vào móng tính với
tổ hợp tải trọng bất lợi nhất),
Rc,d và Rt,d tương ứng là trị tính toán sức chịu tải trọng nén và sức chịu tải
trọng kéo của cọc;
Rc,k và Rt,k tương ứng là trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén và sức chịu tải
trọng kéo của cọc, được xác định từ các trị riêng sức chịu tải trọng nén cực
hạn Rc,u và sức chịu tải trọng kéo cực hạn Rt,u
γ0 là hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền
đất khi sử dụng móng cọc, lấy bằng 1 đối với cọc đơn và bằn 1,15 trong
móng nhiều cọc.
γn là hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1,2; 1,15 và 1,1
tương ứng với tầm quan trọng của công trình cấp I, II, III ( xem phụ lục F
TCVN 10304 – 2014).
γk là hệ số tin cậy theo đất ( lấy theo mục 7.1.11b TCVN 10304 -2014).
9.4.2.1. Xác định sức chịu tải của cọc treo các loại (mục 7.2.2 , TCVN
10304 -2014)
Sức chịu tải trọng nén Rc,u , tính bằng kN của cọc treo theo đất nền:
Rc,u c ( cq q p Ap u cf fili )
trong đó:
γc – hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất lấy γc = 1;
γcq – hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, γcq = 1.1;
γcf – hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc, γcf = 1.0
(lấy theo Bảng 4 /( TCVN 10304 -2014 [4])
Ap – diện tích mũi cọc, Ap = 0.42 = 0.16 m2;
u
– chu vi tiết diện ngang cọc, u = 1.6 m;
qp – cường độ chịu tải của đất ở dưới mũi cọc, lấy theo Bảng 2
( TCVN 10304 -2014 [4]) sét pha => qp = 4100 kN/m2.
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 189
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
l i – chiều dày của lớp đất thứ i (được chia) tiếp xúc với mặt bên
cọc;
f i – ma sát bên của lớp đất thứ i được chia ( l i 2 m) ở mặt bên
của cọc, lấy theo Bảng 3( TCVN 10304 -2014 [4])
Bảng 9.1 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý
LỚP ĐẤT
1
1b
SỨC CHIU TẢI THEO CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐÂT NỀN
STT LỚP i
γcfi
li
zi
fi
γcfi x li x fi
1
1
20.4
0
0
2
1
119.028
1.4
85.02
2
1.6
44.48
71.168
1.5
89.29
133.935
1.5
91.11
136.665
6
1.6
93.28
149.248
7
2
2
48.32
96.64
49.52
99.04
2
50
100
1.25
50
62.5
3
1
4
3a
5
1
8
3
1
9
10
γcfi x li x fi
968.224
2
qb (kN/m )
4100
Ab (m2)
0.16
u (m)
1.6
Rc,u1 (kN)
2205.1584
Rc,d1 (kN)
1422.6828
9.4.2.2. Tính theo cường độ đất nền phụ lục G (TCVN 10304 -2014)
Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức:
Rc,u RS RP
trong đó:
Rs – sức chịu tải cực hạn do ma sát bên;
RP – sức chịu tải cực hạn do sức chống dưới mũi cọc;
Tính toán sức chịu tải cực hạn do ma sát bên
n
R S u fSi .li
i
trong đó:
u – chu vi ngoài của tiết diện ngang, u = 1.6 m;
li – chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên cọc;
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 190
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
fsi – ma sát đơn vị diện tích mặt bên cọc, tính theo công thức:
f Si C ai vi K si tg ai
với:
Ca – lực dính giữa thân cọc và đất;
a – góc ma sát giữa cọc và đất nền. Cọc BTCT lấy Ca = C,
a = với C, là lực dính và góc ma sát trong của đất nền
( theo TTGH 1) ;
Vi – ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng do trọng
lượng bản thân cột đất
Khi không có mực nước ngầm: Vi i hi
Khi có mực nước ngầm: Vi ( i n )hi
KS – hệ số áp lực ngang trong đất, tra bảng G.1(TCVN
10304 -2014)
Đối với đất dính: fSi xCu
Cu : Cường độ sức kháng không thoát nước lớp đất thứ i
α : Hệ số tra biểu đồ G1( TCVN 10304 – 2014)
Đối với đất cát: fSi vi K si tgai
Cu quy đổi theo chỉ số SPT
Bảng 9.2 Sức chịu tải theo cường độ đất nền
Lớp đất
1
1b
2
3a
3
Γ’
li
kN/m2
m
4.7
10.2
9.5
9.4
9.8
20.4
1.4
1.6
4.6
7.25
Sức chịu tải theo cường độ
σ
φ
Ks
(o)
kN/m2
kN/m2
Cu
0
0
367.3
0
302.8
47.94
103.02
117.76
146.98
239.65
Ʃfi x li
0
25.16
12.7
26.93
21.74
1
1
1
1
1
α
fi
1
0.35
0.35
0
49.066511
128.555
75.729638
105.98
fi x li
0
68.693115
205.688
348.35634
768.355
2225.748
Tính toán sức chịu tải cực hạn do sức chống dưới mũi cọc
RP Ap (C.N C VP N q )
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 191
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
trong đó:
Ap – diện tích tiết diện mũi cọc, Ap = 0.16 m2;
d – cọc, d = 0.4 m;
– dung trọng đất nền dưới mũi cọc, = đn = 9.8 kN/m3;
C – lực dính đất nền dưới mũi cọc, C = 302.8 kN/m2;
Vp – ứng suất theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc;
Nếu chiều sâu mũi cọc nhỏ hơn ZL thì Vp lấy theo giá trị bằng áp
lực lớp phủ tại độ sâu mũi cọc.
Nếu chiều sâu mũi cọc lớn hơn ZL thì Vp lấy theo giá trị bằng áp
lực lớp phủ tại độ sâu ZL.
Nc, Nq – hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc:
Nc = 9 cho cọc đóng, Nc = 6 cho cọc nhồi
Nq = 100, lấy theo bảng G.1 ( TCVN 10304 – 2014) với đất cát
trạng thái chặt vừa
Suy ra:
Rp = 0.16x302.8x9= 436.032 kN
Rc,u 2 RS RP = 2225.748 + 436.032= 2661.78 kN
R
R
2225.748 436.032
Rc ,d 2 S P =
=1258.218 kN
2
2
3
3
Đối với móng cọc ép BTCT “thông thường” :
R ép min = (1,5 – 2) Rc,d
( R ép min là lực ép tối thiểu để cọc đạt được sức chịu tải theo điều kiện đất nền)
R ép max = ( 2 - 3) Rc,d
( R ép max là lực ép tối đa để cọc không bị phá hoại theo điều kiện vật liệu làm cọc)
Vì vậy ta có mối quan hệ giữa P ép , Pvl và Rc,d của cọc như sau :
Rc,d < R ép min < R ép max < Qvl
=> Rvl = 2705,3,16 kN > Rc,d = 1258,218 kN ( Rvl > 2,01 Rc,d) là tương đối hợp lý
nên không cần tăng Rvl. Và cần phải khống chế lực ép tối đa R ép max không được
vượt quá Rvl
Chọn giá trị thiết kế QTK:
Điều kiện: R vl 2705,3(kN) R c,u 2678,218(kN)
Ta có: RTK = ( RVL, Rc,d1, Rc,d2 ) = ( 2705,3 ; 1422,68 ; 1258, 218 )
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 192
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
→ Vậy chọn RTK = 1200 (kN) = 120 (T)
9.5. Tính toán móng M1
9.5.1. Xác định số lượng cọc trong móng
Số lượng cọc được chọn sơ bộ như sau:
n
N tt N ham N tuongvay N dai
Q
tk
1, 2.
5664,96
5,66
1200
Ndai = 25.3.3.1,5 = 337,5 kN
Trong đó: 1, 2 1,6 hệ số vượt tải
→ Chọn n = 6 cọc
Chọn khoảng cách giữa các cọc là: S = 3D = 3.0,4 = 1,2 (m)
400 100
→ Chọn S = 1,2 (m)
1
Ø8a200
500
2200
1200
E
1
12Ø18
100 400
500
100 400
1200
1200
500
3400
1
Hình 9.3 Sơ đồ bố trí các cọc trong đài móng M1
9.5.2. Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc
Tính móng khối lượng đài:
Ndai Bd Ld h m 'tb 2.3,2.1,5.25 240(kN)
Tải trọng Pi tác dụng lên từng cọc:
Pi
N tt N dai N ham N tuongvay
n
M y tt
M x tt
xi
yi N btcoc
x i2 yi2
Trong đó:
x i ; y i là khoảng cách từ tim cọc đến tim móng
x
2
i
5,76(m 2 )
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 193
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
y
2
i
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
2,16(m 2 )
Cọc số 1 có: x1 1, 2 m ; y1 0,6 m
P1
5567, 455 93,088.0,6 1,353.1, 2
0, 4.0, 4.35, 25.15 1038,649(kN)
6
2,16
5,76
Cọc số 2 có: x 2 0 m ; y2 0,6 m
P2
5567, 455 93,088.0,6 1,353.0
0, 4.0, 4.35, 25.15 1038, 367(kN)
6
2.16
5, 76
Cọc số 3 có: x 3 1, 2 m ; y3 0,6 m
P3
5567, 455 93,088.0,6 1,353.1,6
0, 4.0, 4.35, 25.15 1038,085(kN)
6
2,16
5,76
Cọc số 4 có: x 4 1, 2 m ; y4 0,6 m
P4
5567, 455 93,088.0,6 1,353.1, 2
0, 4.0, 4.35, 25.15 986, 9453(kN)
6
2,16
5,76
Cọc số 5 có: x 5 0 m ; y5 0,6 m
P5
5567, 455 93,088.0,6 1,353.0
0, 4.0, 4.35, 25.15 986,6514(kN)
6
2,16
5, 76
Cọc số 6 có: x 6 1,2 m ; y6 0,6 m
P6
5567, 455 93,088.0,6 1,353.1, 2
0, 4.0, 4.35, 25.15 986, 3695(kN)
6
2,16
5,76
Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc:
Do bố trí cọc khoảng cách ≥3D nên không kiểm tra hệ số nhóm.
Ta có:
Pmax = P1 = 1038,649 1089,158 (kN) Rtk = 1200 (kN)
Pmin = P6 = 986,3695 (kN) > 0
→ Vậy cọc bố trí thỏa điều kiện.
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 194
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
Kiểm tra với tổ hợp: M Xmax , M tuy , Qtu, Ntu
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG CỌC (kN)
X1
X2
X3
X4
X5
X6
ƩNtt
MX
1.2
0
1.2
1.2
0
1.2
5480.12
-103.961
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
nRc,d
MY
0.6
P1 (kN)
0.6
P2 (kN)
0.6
P3 (kN)
0.6
P4 (kN)
0.6
P5 (kN)
0.6
P6 (kN)
8400
Pmax(kN)
0.671
1026.97 1026.831 1026.691 969.2262 969.0744
968.9347
Pmin(kN)
1026.97 968.9347
Bảng 9.3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc
y
Kiểm tra với tổ hợp: M Xtu , M max
, Qtu, Ntu :
Bảng 9.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG CỌC (kN)
X1
X2
X3
X4
X5
X6
ƩNtt
MX
1.2
0
1.2
1.2
0
1.2
5567.46
-93.133
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
nRc,d
MY
0.6
P1 (kN)
0.6
P2 (kN)
0.6
P3 (kN)
0.6
P4 (kN)
0.6
P5 (kN)
0.6
P6 (kN)
8400
Pmax(kN)
Pmin(kN)
1040.35
984.6678
1040.35 1038.379 1036.408 988.6219 986.6389 984.6678
9.461
→ Vậy cọc bố trí thỏa điều kiện.
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 195
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
1700
9.5.3. Kiểm tra ổn định nền dưới mũi cọc
a
L
a
LTANa
L'
LTANa
Hình 9.4 Khối móng quy ước
Để kiểm tra áp lực nền dưới đấy móng ta dùng tái tiêu chuẩn để tính toán:
N
tc
N
tt
1,15
Wdqu
5292,112
4, 46.5,66.12.38, 45 16249, 23(KN)
1,15
Xác định tb :
tb
1L1 2 L 2 3L3
L1 L 2 L3
25,16.1, 4 12,7.1,6 26,93.4,6 21,74.7, 25
220
1, 4 1,6 4,6 7, 25
Xác định móng khối quy ước:
Wqu 'tb Bqu Lqu Zm
Trong đó:
22
Bqu L' 2Lc tg 1,6 2.14,85.tg 4, 46(m)
4
22
Lqu L' 2Lc tg 2,8 2.14,85.tg 5,66(m)
4
Wqu 22 10 .4, 46.5,66.38, 45 11647, 4(KN)
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 196
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
Áp lực tại đấy móng:
Pd
N
Fm
tc
16249, 23
643,69(kPa)
4, 46.5,66
Khả năng chịu tải của đất nền:
R tc
m1m 2
ABqu 'II BZ m 'I Dc
tc
k
A 0,55
và 21o B 3, 21
D 5,81
mm
Tra bảng: 1 tc 2 1,1
k
Xét lớp đất tại mũi cọc ta có: 'II 3 9,8(kN / m3 )
R tc 1,1(0,55.4,46.9,8 12.38,45.3,21 5,81.302,8) 3263(kPa)
Tính áp lực của đáy khối móng quy ước truyền cho nền
Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng qui ước:
Bqu .L2 qu 4, 46.5, 66
qu
23,81313 m3
Wx
6
6
2
Bqu
.Lqu 4, 462.5, 66
qu
18, 76441 m3
Wx
6
6
N tc 16249, 23 182, 29 kN/m2
Ptbtc
Fqu
4, 46.5, 66
Ptbtc
N
Fqu
tc
16249, 23
182, 29 kN/m2
4, 46.5, 66
tc
Pmax 182, 29
80,946 1,17652
186, 278 kN/m2
23,813 18, 764
tc
Pmin 182, 29
80,94
1,17652
178,3159
23,81313 18, 76441
Ta thấy : R tc 3263(kPa) Ptbtc 182,29(kPa)
tc
1,2R tc 3915,6(kPa) R max
186,287(kPa)
tc
R min
178,315(kPa) >0
→ Vậy đất nên thỏa điều ổn định nền dưới mũi cọc.
9.5.4. Kiểm tra lún dưới đáy móng
Chia lớp đất phía dưới mũi cọc thành từng lớp có chiều dày:
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 197
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
hi
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
Bm 4, 46
0.892(m)
5
5
→ Vậy chọn hi=0,5 m
Tính ứng suất do tải bản thân tại các vị trí:
Vị trí 0: 0bt ' Zm 300,59(kPa)
Vị trí 1: 1bt 0bt 3' hi 300,59 9,8.0,5 303, 04(kPa)
Vị trí 2: bt2 1bt 3' hi 303,04 9,8.0, 5 310,39(kPa )
Vị trí 3: 3bt 2bt 3' hi 310,39 9,8.0, 5 322,64(kPa )
Vị trí 4: bt4 3bt 3' hi 322,64 9,8.0,5 339, 79(kPa)
Vị trí 5: 5bt bt4 3' hi 339,79 9,8.0, 5 361,84(kPa )
Vị trí 6: 6bt 5bt 3' h i 361,84 9,8.0, 5 388,79(kPa )
Vị trí 7: 7bt 6bt 3' hi 388,79 9,8.0, 5 420,64(kPa )
Vị trí 8: 8bt 7bt 3' h i 420,64 9,8.0, 5 457,39(kPa )
Vị trí 9: 9bt 8bt 3' h i 457,39 9,8.0, 5 499,04(kPa )
Tính ứng suất do tải gây lún tại các vị trí:
Vị trí 0: gl0 Pd 0bt 643,697 438 205,697(kPa )
Vị trí 1: Z 0,25(m) ;
L 5,66
Z
0,056 ;
1, 26
B
B 4, 46
tra bảng k 0 0,997
1gl gl0 .k 0 205,697.0,997 205,155(kPa)
Vị trí 2: Z 0,75(m) ;
L 5,66
Z
0,168 ;
1, 26
B
B 4, 46
tra bảng k 0 0,977
gl2 0gl .k 0 205,697.0,977 201,071(kPa)
Vị trí 3: Z 1,25(m) ;
L 5,66
Z
0, 28 ;
1, 26
B
B 4, 46
tra bảng k 0 0,924
3gl gl0 .k 0 205,697.0,924 190,082(kPa)
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 198
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
Vị trí 4: Z 1,75(m) ;
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
L 5,66
Z
1, 26
0,392 ;
B
B 4, 46
tra bảng k 0 0,841
gl4 gl0 .k 0 205,697.0,841 173,056(kPa)
Vị trí 5: Z 2,25(m) ;
L 5,66
Z
0,392 ;
1, 26
B
B 4, 46
tra bảng k 0 0,841
5gl gl0 .k 0 205,697.0,64 153,021(kPa )
Vị trí 6: Z 2,75(m) ;
L 5,66
Z
0,616 ;
1, 26
B
B 4, 46
tra bảng k 0 0,645
gl6 gl0 .k 0 205,697.0,645 132,835(kPa)
Vị trí 7: Z 3,25(m) ;
L 5,66
Z
1, 26
0,728 ;
B
B 4, 46
tra bảng k 0 0,555
gl7 gl0 .k 0 205,697.0,555 114,352(kPa)
Vị trí 8: Z 3,75(m) ;
L 5,66
Z
0,840 ;
1, 26
B
B 4, 46
tra bảng k 0 0, 481
8gl 0gl .k 0 205,697.0,481 98, 959(kPa)
Vị trí 9: Z 4,25(m) ;
L 5,66
Z
0,952 ;
1, 26
B
B 4, 46
tra bảng k 0 0, 415
9gl gl0 .k 0 205,697.0,415 85, 378(kPa)
Ta ngừng tính lún tại vị trí thứ 9 vì:
9bt 499,04(kPa) 5.9gl 5.85,378 426,890(kPa)
Tính độ lún theo công thức QP45-78: lấy = 0,8
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 199
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
S
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
igl h i
E0
205,155
201,071 190,082 173,056
0,8
2
.0,5
85,378
33852
153,012 132,835 114,352 98,959
2
S 0,014(m) 1, 4(cm) s 10(cm)
38450
1700
→ Vậy đất nên thỏa điều kiện biến dạng lún.
a
300.59 kPa
303.04 kPa
310.39 kPa
322.64 kPa
339.79 kPa
361.84 kPa
388.79 kPa
420.64 kPa
457.39 kPa
499.09 kPa
a
0
205.69 kPa
1
205.15 kPa
2
201.07 kPa
3
4
5
6
7
8
9
190.08 kPa
173.05 kPa
153.02 kPa
132.83 kPa
114.35 kPa
89.59 kPa
58.37 kPa
Hình 9.5 Biểu đồ ứng suất lún.
9.5.5. Tính kết cấu đài cọc
9.5.5.1. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng
Cột có kích thước 0,5×0,5 (m)
Chiều cao h0 của đài cọc được chọn sơ bộ h0=1,5m
Trường hợp: khi mặt bên của tháp nén thủng nghiêng 1 góc khác 450 (
trường hợp nén thủng hạn chế)
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 200
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
Nén thủng hạn chế khi mặt bên kia của bản bị đỡ hoặc bị chặn bởi gối tựa
hoặc vật thể nào đó, tháp nén thủng chỉ có thể xảy ra trong phạm vi bị chặn
với góc nghiêng của mặt bên α1 > 450 như hình dưới :
1500
C1
C2
C3
C4
C5
C6
1200
400
2000
400
150
400
1200
1200
400
1350
150
1500
3200
750
750
Hình 9.6 Nén thủng hạn chế xảy ra đối với bản đế móng M1
Xét trường hợp nguy hiểm nhất
Pxt P1 P4
Pi
N tt N ham N tuongvay
n
M y tt
x
2
i
xi
M x tt
y
2 i
y
i
P1
5327, 46 93,088.0,6 1,353.1, 2
914,048kN
6
2,16
5, 76
P4
5327, 46 93,088.0,6 1,353.1, 2
913, 485kN
6
2,16
5, 76
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 201
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
Pxt 914,048 913, 485 1827,533kN
Pcx 1.Rbt .u .h 0 .
h0
C
Trong đó:
bc, hc – kích thước tiết diện cột, bc = 0,5m, hc = 0,5m;
h0 – chiều cao có ích của đài móng, h0 = 1,5 – 0,2 = 1,3 m;
Rbt – cường độ tính toán chịu kéo của bê tông, Rbt = 1050 kN/m2;
u – Đường trung bình u
0,5 2
1, 25m
2
Ta có C theo phương X : C1 = 750 mm = 0.75 m ( xem hình trên)
Pcx = 1.1050.1, 25.1,3.
1,3
2957, 5 kN
0, 75
- Ta thấy Pxt < Pcx nên thỏa điều kiện chống xuyên thủng đài cọc và như vậy
chiều cao đài đã chọn hoàn toàn hợp lý.
9.5.5.2. Tính cốt thép đài cọc
Giả sử xem đài cọc được ngàm tại chân cột.
P P
+
4
+
1
C2
500
C4
C5
C3
500
1200
C1
C6
400
2000
400
2
+
3
PPP
1
400
1200
1200
400
3200
Hình 9.7 Mặt ngàm đài cọc móng M1
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 202
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
Tải trọng tính thép:
TẢI TRỌNG TÍNH THÉP ĐÀI
X1
X2
X3
X4
X5
X6
ƩNtt
1.2
0
1.2
1.2
0
1.2
5327.46
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
P1 (kN)
P2(kN)
P3(kN)
P4 (kN)
P5 (kN)
P6 (kN)
914.0488 913.7669 913.4851 862.3333 862.0514 861.7695
MY
-1.353
MX
-93.088
Bảng 9.5 Tải trọng tính thép
Tính toán móng theo phương cạnh ngắn Bm:
P P
+
4
500
150
1500
1
400
1200
1200
400
3200
Hình 9.8 Sơ đồ tính đài móng M1 cạnh Bm
M a i Pi 0,95 P1 P4 0,95 914,048 862, 333 1687, 563(kN.m)
m
M
1687,563
0.038
2
R b h 0 b 0,9.14500.1,32.2
1 1 2m 1 1 2.0,038 0.039
b R b bh 0 0,9.0,039.14,5.2.1,3.104
As
47,02cm 2
Rs
280
Chọn: 19Ø18 (Ø18a150) Aa chọn = 48,32(cm2)
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 203
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH
Tính toán móng theo phương cạnh dài Lm:
PPP
+
+
2
3
500
150
1500
1
400
1200
400
2000
Hình 9.9 Sơ đồ tính đài móng M1 cạnh Bm
M a i Pi 0,35 P1 P2 P3
0,35 914,048 913,766 913, 485 959, 455(kN.m)
m
M
959, 455
0.0176
2
R b h 0 b 0,9.14500.1,3.3, 2
1 1 2m 1 1 2.0,0176 0.0178
b R b bh 0 0,9.0,0178.14,5.3, 2.1,3.104
As
34,51cm 2
Rs
280
Chọn: 16Ø18 (Ø18a200) Aa chọn = 40,69 (cm2)
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 204
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG
GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN
400 100
9.5.6. Bố trí cốt thép đài móng M1
500
E
2200
1200
12Ø20
1
1
500
100 400
Ø18a150
Ø18a200
100 400
1200
1200
500
3400
1
M? T B? NG MÓNG M1
TL: 1/30
Hình 9.10 Mặt bằng đài móng M1
Ø8a100
12Ø20
Ø12a200
Ø12a200
1500
-3.100
600
Ø12a200
Ø18a150
150
250
-4.600
35250
Ø18a200
-43.450
Hình 9.11 Mặt cắt đứng I-I đài móng M1
9.6. Tính toán móng M2
9.6.1. Xác định số lượng cọc trong móng
Số lượng cọc được chọn sơ bộ như sau:
N tt Ndai Nham
12703, 23
n
1, 4.
14,9
tk
Q
1200
Trong đó: 1, 2 1,6 hệ số vượt tải
Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
Trang 205
