Đồ án môn học nền và móng

Bộ môn Địa kỹ thuật

TRƯỜNG ĐH CNGTVT

Đồ án môn học Nền & Móng

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG TRÌNH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

---------------

---------------------------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
NỀN VÀ MÓNG

GVHD : BÙI VĂN LỢI
BỘ MÔN: ĐỊA KĨ THUẬT
LỚP: 63ĐCCĐ10
TRƯỜNG: ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

Hà Nội, 03/ 12/2014

-1-

Lớp: 63DCCD10

Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

MỤC LỤC
8.2.Bố trí cốt thép đai cho cọc......................................................................29
8.3.Chi tiết cốt thép cứng mũi cọc................................................................30
8.4.Lưới cốt thép đầu cọc.............................................................................30
8.5.Vành đai thép đầu cọc............................................................................30
8.6.Cốt thép móc cẩu....................................................................................30
8.7.Tính mối nối thi công cọc.......................................................................31

SỐ LIỆU ĐỀ BÀI
BẢNG SỐ LIỆU TẢI TRỌNG TÁC DỤNG:
Tải trọng /phương án

Đơn vị

V do tĩnh tải gây(DC)
V do tĩnh tải gây(DW)
V do hoạt tải
H do hoạt tải
M do hoạt tải
Phương dọc(D) , ngang cầu(N)
Phương án móng cọc

KN
KN
KN
KN

KN.m

1
2970
340
911
228
410
D
CĐ

BẢNG SỐ LIỆU THUỶ VĂN VÀ CHIỀU DÀI NHỊP:
Đơn vị
10
Cao độ MNCN(EL5)
M
4.60
Cao độ MNTT(EL4)
M
3.10
Cao độ MNTN(EL3)
M
1.10
Cấp sông
V
Cao độ mặt đất tự nhiên (EL1)
M
0.00
Cao độ mặt đất sau xói (EL2)
M

-2.7
Chiều dài nhịp L nhịp
M
15.0
Tính chất cơ lý của các lớp đất lỗ khoan địa chất IC-T5:
- Các chỉ tiêu cơ lý của đất
Lớp1 : _____ 0  -0,8m

-2-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Các chỉ tiêu cơ lý
Phân tích thành phần hạt

Đồ án môn học Nền & Móng

Kí hiệu

Đơn vị

Kết quả

+ Phần trăm hạt sỏi

0.00

+ Phần trăm hạt cát

17.00

+ Phần trăm hạt mịn (sét, bụi)

83.00

Độ ẩm tự nhiên

W

%

94.10

Khối lượng thể tích

Tw

g/cm3

1.47

Khối lượng riêng
Giới hạn chảy

Gs
LL

g/cm3
%

2.61
74.70

Giới hạn dẻo

PL

%

37.90

Độ

4.00

c

kG/cm2

0.044

cu

Độ
kG/cm2

22.00

0.450

c'

Độ
kG/cm2

3.00
0.040

+ Áp lực tiên cố kêt
+ Hệ số cố kêt

Pc
Cvx10-3

kG/cm2
cm2/s

0.51
0.54

+ Hệ số nén
+ Hệ số thâm kvx10-7

ax10-1
kvx10-7

cm2/kG
cm2/s

0.23
0.45

Thí nghiệm cắt trực tiếp
+ Góc ma sát trong
+ Lực dính
Thí nghiệm nén ba trục (CU)
+ Góc ma sát trong
+ Lực dính
Thí nghiệm nén ba trục (UU)
+ Góc ma sát trong
+ Lực dính có hiệu
Thí nghiệm nén cố kêt

+ Chỉ số nén Cc

C

cu

ϕ'

Cc

0.78

Lớp 1 : Bụi tính dẻo cao , màu xám đen, xám xanh , rất mềm

Lớp 2a:___-0.80m  -10,90 m

-3-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Các chỉ tiêu cơ lý
Phân tích thành phần hạt

Đồ án môn học Nền & Móng

Kí hiệu

Đơn vị

Kết quả

+ Phần trăm hạt sỏi

0.00

+ Phần trăm hạt cát

30.70

+ Phần trăm hạt mịn (sét, bụi)

68.80

Độ ẩm tự nhiên

W

%

26.47

Khối lượng thể tích

Tw

g/cm3

1.96

Khối lượng riêng
Giới hạn chảy

Gs
LL

g/cm3
%

2.72
38.80

Giới hạn dẻo

PL

%

19.90

Độ

13.00

c

kG/cm2

0.310

qu

kG/cm2

0.660

cu

Độ
kG/cm2

-

c'

Độ
kG/cm2

-

+ Áp lực tiên cố kêt
+ Hệ số cố kêt

Pc
Cvx10-3

kG/cm2
cm2/s

-

+ Hệ số nén
+ Hệ số thâm kvx10-7

ax10-1
kvx10-7

cm2/kG
cm2/s

-

Thí nghiệm cắt trực tiếp

+ Góc ma sát trong
+ Lực dính
Thí nghiệm nén nở hông
Thí nghiệm nén ba trục (CU)
+ Góc ma sát trong
+ Lực dính
Thí nghiệm nén ba trục (UU)
+ Góc ma sát trong
+ Lực dính có hiệu
Thí nghiệm nén cố kêt

+ Chỉ số nén Cc

C

cu

ϕ'

Cc

-

Lớp 2a: Sét gầy pha cát, màu xám nâu, xám xanh, cứng vừa đếncứng

Lớp 3: __ -10,9m  -74,2m
Các chỉ tiêu cơ lý

Kí hiệu
-4-

Đơn vị

Kêt quả
Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Phân tích thành phần hạt
+ Phần trăm hạt sỏi

2.50

+ Phần trăm hạt cát

72.90

+ Phần trăm hạt mịn (sét, bụi)

24.60

Độ ẩm tự nhiên

W

%

16.90

Khối lượng thể tích

Tw

g/cm3

2.05

Khối lượng riêng
Giới hạn chảy

Gs
LL

g/cm3
%

2.65
24.38

Giới hạn dẻo

PL

%

15.87

ϕ

Độ

32.00

c
qu

kG/cm2
kG/cm2

0.080

Thí nghiệm cat trực tiêp
+ Góc ma sát trong
+ Lực dính
Thí nghiệm nén nở hông
Thí nghiệm nén ba trục (CU)

-

+ Góc ma sát trong

Độ

-

cu

kG/cm2

-

+ Góc ma sát trong

ϕ'

Độ

-

+ Lực dính có hiệu

c'

kG/cm2

-

Thí nghiệm nén cố kêt
+ Áp lực tiến cố kêt

Pc

kG/cm2

-

+ Hệ số cố kêt

Cvx10-3

cm2/s

-

+ Hệ số nén
+ Hệ số thấm kvx10-7

ax10-1
kvx10-7

cm2/kG
cm2/s

-

+ Lực dính
Thí nghiệm nén ba trục (UU)

cu
C

+ Chỉ số nén Cc
Cc
Lớp 3: Cát sét, cát bụi, màu xám trắng, xám vàng, chặt vừa

-

1.1Nhận xét và đề xuất phương án móng
Từ các số liệu về địa chất công trình và thuỷ văn công trình ở trên ta thấy khả
năng chịu lực của các lớp đất đều tốt ( lớp đất tốt) => đề xuất làm móng cọc
đóng
-5-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
I. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG
MÓNG .
1. Lựa chọn các cao độ và các kích thước.

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CHUNG TRỤ CẦU

1.1.Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT):
Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi
mực nước giữa MNCN và MNTN là tương đối cao.
Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông, ta chọn các giá trị cao độ như sau:
- Cao độ đỉnh trụ chọn như sau : Max { MNCN + 1 m; MNTT+Htt} - 0.3
m
Trong đó :
MNCN: Là mực nước cao nhất MNCN= 4.60 m
MNTT:mực nước thông thuyền MNTT = 3.10 m

-6-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Htt : là chiều cao thông thuyền ( tra bảng 2.3.3.1.1 khổ giới hạn thông
thuyền trên các sông có thuyền đối với sông cấp V ):
Bảng 2.3.3.1.1 Khổ giới hạn thông thuyền trên sông có thông thuyền:
Khổ giới hạn tối thiểu trên mức nước cao có chu kì 20 năm
Cấp đường sông
(m)
Theo chiều ngang
Theo chiều thẳng
Cầu qua sông
Cầu qua kênh
đứng (trên toàn CR)
I
80
50
10
II
60
40
9
III
50

30
7
IV
40
25
6( thích hợp)
5( tối thiểu )
V
25
20
3.5
VI
15
10
2.5
=> Htt = 3.50 m
=> MNCN + 1m = 4.60 + 1.00 = 5.6 m
Và MNTT+Htt = 3.10 + 3.50 = 6.60 m
=> CĐĐT = max ( 5.60 ; 6.60) - 0.30 = 6.30 m
1.2. Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB):
CĐĐB< MNTN - 0.50 m = 1.10 - 0.50 = 0.60 m
Ta thiết kế móng cọc đài thấp nên CĐĐB phải nhỏ hơn cao độ mặt đất sau xói
EL2= -2.70 m
=> Đề xuất chọn CĐĐB= -3.0 m
1.3. Cao độ đáy bệ (CĐĐAB):
CĐĐAB = CĐĐB - Hb
Trong đó: Hb là chiều dày bệ móng chọn 1.5 m
=> CĐĐAB = -3.0 – 1.5 = -4.5 m
Vậy các thông số thiết kế móng như sau :
Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = 6.30m

-7-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = -3.00m
Cao độ đáy bệ: CĐĐAB = -4.50 m
Chiều dày bệ móng móng Hb = 1.5m
1.4. Kích thước cọc và cao độ mũi cọc .
Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là lớn, địa
chất gồm có lớp thứ 3 rất dày và không phải là tầng đá gốc, nên chọn giải pháp
móng cọc ma sát BTCT, mũi cọc nằm ở lớp thứ 3.
Chọn cọc bê tông cố thép đúc sẵn, cọc có kích thước là: (400x400)mm; được
đóng vào lớp số 3 là lớp sét cát màu xám vàng, xám trắng, trạng thái chặt vừa
đến chặt. Cao độ mũi cọc là
-32.00m.
1.4.1. Xác định chiều dài cọc.
Chiều dài cọc Lc được xác định:
Lc= CĐĐB – Hb - CĐMC = (-3.00) – (1.50) – (-32.00) = 27.50 m
Trong đó :
CĐMC là cao độ mũi cọc: (CĐMC = -32.00m)
1.4.2. Kiểm tra kích thước cọc.
Kích thước móng cọc phải thỏa mãn yêu cầu về độ mảnh:
30=> Thoả mãn yêu cầu về độ mảnh
Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L = Lc + 0.50m =27.50 + 0.50 = 28.00 m

Cọc được tổ hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là 28.00 m = 9.00m +
10.00m + 9.00m
1.4.5. Chiều dài mũ trụ (CDMT).
Chiều dài mũ trụ CDMT= 0.6 + 0.7 = 1.3m
2. Lập tổ hợp tải trọng đỉnh bệ ứng với MNTN.
2.1 . Tính toán thể tích trụ.
-8-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

2.1.1.Chiều cao thân trụ Hc.
Hc = CĐĐT – CĐĐB - CDMT = 6.60 – (-3.00) - 1.30 = 8.30m
Trong đó : CDMT là chiều dày mũ trụ , CDMT = 1.30m
2.1.2. Diện tích mặt cắt ngang trụ.
 π × 1.2 2

+ 3.8 × 1.2  = 5.69(m 2 )
Str = 
 4


2.1.3. Thể tích toàn phần của trụ (không kể phần bệ cọc).
Thể tích toàn phần của trụ Vtr = V1 + V2
Trong đó :
V1 là thể tích phần mũ trụ, V1 =12 × 0.6 × 1.4 +

V2 là thể tích thân trụ, V2 =

(12 + 5) × 0.6
× 1.4 = 17.22(m 3 )
2

 π × 1 .2 2


+ 3.8 × 1.2  × 8.3 = 47.23(m 3 )
 4


=> Vtr = V1 + V2 =64.45 (m3 )
2.1.4. Thể tích phần trụ ngập nước(không kể phần bệ cọc).
Vnn = Str x (MNTN – CĐMB)=5.69x(1.1-(-3.0))=23.32 (m 3 )
2.2. Lập tổ hợp tải trọng ở TTGHCĐI theo phương dọc tại đỉnh bệ.
Tải trọng đề bài cho :
Ntt=3310(KN) : Tĩnh tải thẳng đứng theo TTGHSD tại đỉnh trụ.
Nht=911(KN) : Hoạt tải thẳng đứng theoTTGHSD tại đỉnh trụ.
Hht=228(KN) : Hoạt tải nằm ngang theo TTGHSD tại đỉnh trụ.
Mht=410(KN.m) : Hoạt tải momen theo TTGHSD tại đỉnh trụ.
Trọng lượng thể tích riêng của bê tông: γ w = 24 KN/m3
Trọng lượng thể tích riêng của nước : γ w = 9.81 KN/m3
Hệ số tải trọng : Hoạt tải : nh= 1.75 và Tĩnh tải : nt= 1.25
2.2.1.Tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐI theo phương dọc của cầu tại đỉnh
bệ:
-9-

Lớp: 63DCCD10

Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

N1CD = nh × N ht + nt × ( N tt + γ bt × Vtr ) − γ n × Vnn
N1CD = 1.75 × 911 + 1.25 × (3310 + 24 × 64.45) − 9.81 × 23.32 = 7436( KN )

2.2.2.Tải trọng ngang ở TTGHCĐI theo phương dọc của cầu tại đỉnh bệ:
H 1CD = nh × H ht = 1.75 × 228 = 399( KN )

2.2.3.Mô men ở TTGHCĐI theo phương dọc của cầu tại đỉnh bệ
M 1CD = nh × M ht + nh × H h × (CĐĐT-CĐMB)

= 1.75 × 410 + 1.75 × 228 × (6.3 - (-3.0)) =4428 (KN.m)
2.3. Lập tổ hợp tải trọng ở TTGHSD theo phương dọc tại đỉnh bệ.
2.3.1.Tải trọng thẳng đứng ở TTGHSD theo phương dọc của cầu tại đỉnh
bệ:
N1SD = N ht + N tt + γ bt × Vtr − γ n × Vnn
= 911 + 3310 + 24 × 64.45 − 9.81 × 23.32 = 5539( KN )

2.3.2.Tải trọng ngang ở TTGHSD theo phương dọc của cầu tại đỉnh bệ:
H 1SD = H ht = 228( KN )

2.3.3.Mô men ở TTGHSD theo phương dọc của cầu tại đỉnh bệ
M 1SD = M ht + H h × (CĐĐT-CĐMB) = 410 + 228 x (6.3 - (-3.0)) = 2530 (KN.m)

Tải trọng theo phương dọc của cầu ở TTGHSD tại đỉnh bệ:
Tổ hợp tại đỉnh bệ

Tải trọng
Tải trọng thẳng đứng
Tải trọng ngang
Momen

Đơn vị
KN
KN
KN.m

TTGHCĐI
7436
399
4428

TTGHSD
5539
228
2530

3. Xác định sức kháng nén dọc trục của cọc đơn.
Sức chịu tải dọc trục của cọc đơn được xác định theo điều kiện sau:
Ptt= min(PR;QR)
Trong đó:
-10-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

PR : Sức kháng nền dọc trục tính toán của cọc theo vật liệu.
PQ : Sức kháng nền dọc trục tính toán của cọc theo đất nền.
3.1. Sức kháng nền dọc trục tính toán của cọc theo vật liệu.
+ Cọc bê tông cốt thép, tiêt diện của cọc hình vuông: (350x350) mm2
+ Bê tông có f’c= 30.0 Mpa
+ Thép ASTM A615 có fy = 420 Mpa
Bố trí thép trong cọc :
Cốt thép chủ: chọn thép d18, số lượng thanh là : 9 thanh

50

Cốt đai: chọn thép d8

300

Ø9

50

Ø18

400

Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu (PR):
PR = ϕ × Pn = ϕ × 0.8 × (0.85 × f c' × (A g - A s ) + f y × As )

Trong đó:

φ: Hệ số sức kháng của bê tông, φ = 0.75
f’c: Cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (Mpa)
fy: Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (Mpa)
Ag: Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, Ag= 160000 mm2
Ast: Diện tích cốt thép Ast= 2290 mm2
=> PR = φ.Pn = 0.75 × 0.8 × (0.85 × 30 × (160000-2290) + 420 × 2290) = 2990043 ( N )
=> PR = N = 2990043 (N) = 2990 (KN)
-11-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

3.2. Sức kháng nền dọc trục tính toán của cọc theo đất nền.
Sức kháng đỡ tính toán của cọc được tính như sau:
QR=φqp.Qp+φqs.Qs
Trong đó:
Qp:Sức kháng mũi cọc (N)
Qs:Sức kháng thân cọc (N)
φqp:hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định dùng cho
các phương pháp tách rời sức kháng của cọc và sức kháng thân cọc .
+ Đối với đất dính: φqp= 0.70λv= 0.56 (λv=0.8)
+ Đối với đất cát theo phương pháp SPT: φqp= 0.45λv= 0.36

(λv=0.8)

φqs: hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc dùng cho phương pháp tách

rời sức kháng của cọc do sức kháng mũi cọc và sức kháng thân cọc.
+ Đối với đất dính tính theo phương pháp α: φqs = 0.70λv = 0.56
+ Đối với đất cát theo phương pháp SPT: φqs = 0.45λv = 0.36

(λv=0.8)
(λv=0.8)

3.2.1 Sức kháng thân cọc Qs
Sức kháng thân cọc được tính như sau : Qs=qs.As
Trong đó :
As:là diện tích bề mặt thân cọc (mm2)
Do thân cọc ngàm vào trong 3 lớp đất, lớp đất thứ Hai là lớp đất dính, lớp đất
thứ Ba và lớp thứ Nhất là lớp đất rời nên ta dùng phương pháp α để tính Qs với
lớp đất dính và phương pháp tính sức kháng của cọc dựa trên thí nghiệm hiện
trường sử dụng kết quả SPT để xác định Qs với lớp đất rời.
Vì Lớp 1 là lớp đất yếu và có chiều dày bé nên trong tính toán sức kháng ta
có thể bỏ qua sức kháng của lớp đất này .
• Theo phương pháp α, sức kháng đơn qs vị thân cọc như sau: qs= α .Su
Trong đó ;

-12-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Su: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (Mpa) , Su= Cu=

qu
2

α: hệ số kết dính phụ thuộc vào Su và tỷ số Db/D và hệ số dính được tra
bảng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu
Đồng thời ta cũng tham khảo công thức xác định α của API như sau:
Nếu Su ≤ 25Kpa => α= 1.0
 S − 25 

Nếu 25KPa < Su < 75KPa => α= 1 - 0.5  u
 50 
Nếu Su ≥ 75 KPa => α= 0.5
• Theo phương pháp ước tính sức kháng của cọc dựa trên thí nghiệm hiện
trường sử dụng kết quả SPT xác định

như sau:

Đối với cọc đóng dịch chuyển: qs = 0.0019 x
Trong đó:
qs: ma sát đơn vị cho cọc đóng (Mpa)
: số đếm búa SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân ( Búa /
300mm)
- Với lớp thứ nhất ( lớp 2a) là đất sét, ta có:
Su=

qu 0.66
=
= 0.33 kG/cm2 = 33 Kpa = 0.033 Mpa => α = 0.92
2

2

- Với thứ hai (lớp 3) là lớp đất cát , ta có số búa đếm SPT trung bình dọc theo
thân búa của lớp thứ hai(lớp 3) là : =18.4 ( Búa /300mm)
Kết quả Qs được lập thàng bảng như sau:
Tên lớp
Lớp 2a
(sét)
Lớp 3
(cát)

chiều
dày
(mm)
10900

Chu
diện tích
vi U
(mm2)
(mm)
1600 14160000

21100

1600

33760000

hệ số

α

Su
(MPa)

qs
(MPa)

-

0.92

0.033

0.03036

429897

18.4

-

-

0.03496

1180249

-13-

Qs=qs.As
(N)

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

3.2.2 Sức kháng mũi cọc Qp
Sức kháng mũi cọc được tính như sau :Qp=qp.Ap
Trong đó :
Ap: là diện tích cọc (mm2)
qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
* Đối với đất dính:

qp=9.Su

Với Su là cường đô kháng cắt không thoát nước của sét gần chân cọc ( MPa)
* Đối với đất rời:

qp =

0.038 × N corr × Db
D

Trong đó
Ncorr: số đếm búa SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ (búa /
300mm)

N: số đém SPT đo được (búa /300mm)
σ v' : ứng suất hữu hiệu thẳng đứng

D: chiều rộng hay đường kính cọc (mm)
Db: chiều sâu trong tầng chịu lực (mm)
ql: sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0.4Ncorr cho cát và 0.3Ncorr cho bùn
không dẻo(MPa)


Với N corr = 0.77 × log10 (


1.92 
) N
σ v' 

qp= min (qp;ql)
Tính σ 'v :
Lớp 2a :

e ( 1) =

( 2)

( 2)

γ h − γ bh
( )
γ bh 2 − γ n

⇒ γ bh

( 2)

=

γh

( 2)

+ e×γ n
(1 + e ) =

26.7 + 1.04 × 9.81
= 18.09KN / m 2
1 + 1.04
-14-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Lớp 3 :
Lớp :( 2 a)
γ −γ

γ + eγ

2a
h
bh
h
n
e = γ − γ => γ bh = (1 + e) =
bh
n

26.68 + 0.75 × 9.81
= 19.45 (KN/m 3 )
1.75

Lớp 3:
γ −γ

γ + eγ

h
bh
h
n
e 3 = γ − γ => γ bh = (1 + e) =
bh
n

25.99 + 0.51 × 9.81
= 20.52 (KN/m 3 )
1.51

Ta có:
σ v' = h2 a × (γ bh2 a − γ n ) + h3 × (γ bh3 − γ n )

= 10.90×(19.45 – 9.81)+21.1×(20.52 – 9.81) = 317.345 KN/m2 = 0.33 MPa
Tính Ncorr:
Ta có:N = 19 , D = 400 mm, Ap = 160000 mm2
Db= 21.1 m= 21100 mm
Thay số vào ta có:
N corr = 0.77×Log10(1.92/0.33)×19 = 11.18 (búa/30cm)
qp =

0.038 N corr Db 0.038 ×11.18 × 21100
=
= 22.41( N / mm 2 )
D
400

ql = 0.4× Ncorr = 0.4×11.38= 4.552 N/mm2
Do mũi cọc nằm trong lớp đất lớp 3 là lớp đất rời nên ta có kết quả tính Qp
như bảng sau:
N
(búa/300)
19

σ v'

D
Db
Ncorr

(MPa) (mm) (mm) búa/300m
m
0.32

400

21100

ql
N/mm2

11.38

qp
N/mm

Ap
(mm2)

Qp
(N)

160000

728320

2

4.552

22.81

Vậy sức kháng tính toán của cọc theo đất nền là:

-15-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

QR=φqp.Qp+φqs.Qs= 0.36 x 728320 + 0.56 x 429897+ 0.36 x 1180249 =
927827 N
 QR= 928 KN
 Sức kháng dọc trục của cọc đơn Ptt
Ptt= min(PR;QR) = 928 KN
4. Chọn số lượng và bố trí cọc
4.1. Tính toán số lượng cọc
N

Số lượng cọc n được xác định như sau: n ≥ P
tt
Trong đó ;
N ; tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐ (KN), N = 7436 KN
Ptt: sức kháng dọc trục của cọc đơn (KN) , Ptt = 928 KN
 n≥

7436

=> n ≥ 8
928
N

N

tt

tt

Với trụ ta thường lấy giá trị n = 1.5 P ; với mố ta lấy n = 2.5 P
=> Chọn n = 24 cọc
4.2 Bố trí cọc, chọn kích thước bệ móng
a. Bố trí cọc trên mặt bằng
Tiêu chuẩn 22TCN272-05 qui định:


Khoảng cách từ mặt bên của bất kì cọc nào tời mép gần nhất của móng

phải lớn hơn 225 mm.
 Khoảng cách tim đến tim các cọc không được nhỏ hơn 750mm hoặc 2.5
lần đường kính hay bề rộng cọc, chọn giá trị nào lớn hơn.
Với n = 24 cọc được bố trí theo dạng lước ô vuông trên mặt bằng và được
bố trí thẳng đứng trên mặt đứng, với các thông số:
+ Số hàng cọc theo phương dọc cầu là: 4 hàng
Khoảng cách tim các hàng cọc theo phương dọc cầu là: 1200mm
+ Số hàng cọc theo phương ngang cầu là: 6 hàng
-16-

Lớp: 63DCCD10

Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Khoảng cách tim các hàng cọc theo phương dọc cầu là: 1400mm
+ Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả 2 phương dọc cầu và

3x1200

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23

C24

450

4500

450

ngang cầu là: 450mm

450

5x1400
7900

450

Với n=24 cọc ta bố trí như trên hình vẽ
Các kích thước của bệ là: (4500x7900)mm
Thể tích của bệ là: Vb= 1.5 x 4.5 x 7.9 = 53.33
5. Lập tổ hợp tác dụng lên đáy bệ ứng với MNTN
5.1. Lập tải trọng ở TTGHCĐI theo phương dọc tại đáy bệ
5.1.1Tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐI theo phương dọc tại đáy bệ .
N 2CD = N1CD + Vb × ( nt × γ bt − γ n ) = 7436+53.33 × (1.25 × 24-9.81) = 8512 (KN)

5.1.2. Tải trọng thẳng ngang ở TTGHCĐI theo phương dọc tại đáy bệ .
H 2CD = H 1CD = 399( KN )

5.1.3. Tải trọng thẳng ngang ở TTGHCĐI theo phương dọc tại đáy bệ .
M 2CD = M 1CD + H 1CD × H b = 4428 + 399 × 1.5 = 5026( KN .m)

5.2. Lập tải trọng ở TTGHSD theo phương dọc tại đáy bệ
5.2.1Tải trọng thẳng đứng ở TTGHSD theo phương dọc tại đáy bệ .

N 2SD = N1SD + Vb × ( γ bt − γ n ) = 5539+53.33 × (24-9.81) =6295 (KN)

5.1.2. Tải trọng thẳng ngang ở TTGHCĐI theo phương dọc tại đáy bệ .
H 2SD = H 1SD = 228( KN )
-17-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

5.1.3. Tải trọng thẳng ngang ở TTGHCĐI theo phương dọc tại đáy bệ .
M 2SD = M 1SD + H 1SD × H b = 2530 + 228 × 1.5 = 2872( KN .m)

- Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ được tổng hợp theo bảng sau:
Tải trọng
Đơn vị
TTGHCĐI
TTGHSD
Tải trọng thẳng đứng
KN
8512
6295
Tải trọng ngang
KN
399
228
Mô men

KN.m
5026
2872
6. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ:
6.1. Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn:
6.1.1. Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc
Trường hợp các cọc đều thẳng đứng, tải trọng tác dụng lên đầu cọc được xác
định theo công thức sau:
Ni =

N M x yi M y xi
+ n
+ n
n
2
∑ yi ∑ xi2
i =1

i =1

Trong đó: n: là số lượng cọc trong móng.
N: là tổng tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐ ở đáy bệ (KN)
Mx, My mô men của tải trọng ngoài ở TTGHCĐ lấy đối với trục
Ox và Oy ở đáy đài (KN.m).

-18-

Lớp: 63DCCD10

Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

3x1200

C1

X
0

450

4500

450

Y

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23

C24

450

5x1400
7900

450

Tải trọng tác dụng lên các cọc được tính theo bảng sau:

Tên cọc

N

N(KN)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

24

8512

Mx
My
(KN.m) (KN.m)
5026
0

-19-

xi (m)

yi (m)

Ni(KN)

-3.5
-2.1
-0.7
0.7
2.1
3.5
-3.5
-2.1
-0.7
0.7
2.1
3.5
-3.5
-2.1
-0.7
0.7
2.1
3.5
-3.5
-2.1
-0.7

1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
0.6
0.6

0.6
0.6
0.6
0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-1.8
-1.8
-1.8

564.57
564.57
564.57
564.57
564.57
564.57
424.63
424.63
424.63
424.63
424.63
424.63
284.70
284.70
284.70
284.70

284.70
284.70
144.76
144.76
144.76

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

22
23
24
n

0.7
2.1
3.5
137.2

∑ x ,( y )
i =1

2
i

2

i

-1.8
-1.8
-1.8
43.2

144.76
144.76
144.76

Vậy Nmax = 564.57KN
Nmin= 144.76KN > 0
6.1.2. Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn công thức kiểm toán.
N max + ∆N ≤ Ptt

trong đó:
Nmax: nội lực lớn nhất tác dụng lên đầu cọc( lực dọc trục)
∆N : trọng lượng bản thân cọc(KN)

Ta có N max= 564.57 (KN)
∆N = Lc × d 2 × (γ bt − γ n ) = 27.5×0.42×24 = 105.6 KN

Vậy: N max + ∆N = 564.57 + 105.6 = 670.17 KN< Ptt = 928 KN => Đạt
6.2 Kiểm toán sức kháng dọc của nhóm.
Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm:
Vc ≤ QR=φg.Qg
Trong đó:

Vc: tổng lực gây nén nhóm cọc đã nhân hệ số. Vc= 8512(KN)

QR: sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc
φg: hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc
Qg: sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc
Do cọc ngàm qua lớp đất rời nên: Qg=Ql
Với Ql: tổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn.
• Tính Qg:
Tống sức kháng danh định dọc trục của cọc đơn:
-20-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Qn = Qs + Qp = 728320 + 429897 + 1180249 = 2338466 (N) = 2338(KN)
Móng cọc đài thấp có bệ cọc tiếp xúc chặt chẽ với đất, nên tổng sức kháng
dọc trục của cọc đơn là:
Qg= Ql = n.Qn= 24 x 2338=56112(KN)
Hệ số sức kháng của nhóm cọc: φg=0.45λv=0.36

(λv=0.8)

 Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc: Q
QR= φg. Qg=0.36 x56112=20200 (KN) > 8512 (KN) => Đạt
7. Kiểm toán theo trạng thái giơi hạn sử dụng.

Với mục đích tính toán độ nún của nhóm cọc, tải trọng được giả định tác
động lên móng tương đương đặt tại 2/3 độ sâu trôn cọc vào lớp chịu lực như

hình vẽ.
Do địa chất gồm lớp thứ nhất( lớp 2a) là đất yếu, lớp thứ hai( lớp 3) là đất tốt
nên chiều dài

từ đầu lớp thứ hai đến mũi cọc.

Lớp thứ hai là lớp đất rời, vì vậy độ lún của nhóm cọc có thể được ước tính
bằng cách sử dụng thí nghiệm ngoài hiện trường vá vị trí móng tương đương cho
hình vẽ trên.
• Độ lún trong nhóm cọc trong đất rời có thể tính như sau:
-21-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Sử dụng SPT:

Đồ án môn học Nền & Móng

ρ=

30.q.I . X
N corr

Sử dụng công thức CPT:
Trong đó: I = 1 − 0.125

q. X .I

ρ = 2.q
c

D'
≥ 0.5
X


1.92 
N corr = 0.77 × log10 ( ' ) N
σv 


Ở đây:
2
3

q: áp lực móng tĩnh tải tác dụng tại Db , áp lực này bằng với tải trọng tác
dụng tại đỉnh của nhóm cọc được chia bởi diện tích móng tương đương và
không bao gồm trọng lượng của các cọc hoặc của đất giữa các cọc (MPa)
X: chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc (mm).
ρ: độ lún của nhóm cọc (mm).
I: hệ số ảnh hưởng của chiều sâu chon hữu hiệu của móng
D’: độ sâu hữu hiệu lấy bằng

2
Db (mm).
3

Db: độ sâu chôn cọc trong lớp chịu lực (mm).
Ncorr: giá trị trung bình đại diện đã hiệu chỉnh cho số đếm SPT của tầng phủ
trên độ sâu X phía dưới đế móng tương đương (búa/300mm).
N: số đếm SPT đo trong khoảng lún ( búa/300mm).
Với cọc đóng ta lấy giá trị N= giá trị trung bình của đất trong khoảng 5D phía
trên mũi cọc và 5D phía dưới mũi cọc, với cọc khoan lấy giá trị trung bình trong
khoảng 3D phía trên mũi cọc và 3D phía dưới mũi cọc.
σ v' : ứng suất thẳng đứng hữu hiệu (MPa)

qc : sức kháng xuyên hình nón tĩnh trung bình trên độ sâu X dưới móng tương
đương (MPa).
* Do ta sử dụng phương pháp SPT, các giá trị được tính toán như sau:
-22-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng
2
3

- Áp lực móng tĩnh tác dụng tại Db :
q=

V
6295000
= 0.2( MPa)
=

Atd
7400 × 4000

Trong đó:
V: tải trọng thẳng đứng tại đỉnh của nhóm cọc ở TTGHSD(N), V = 6295000
N
Ltd: chiều dài móng tương đương,chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa nhất
theo chiều dọc cầu + đường kính cọc :
Ltd=5×1400 +400 = 7400 (mm)
Btd: chiều rộng của móng tương đương, chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa
nhất theo chiều ngang cầu + đường kính cọc :
Btd=3× 1200 + 400 = 4000 (mm)
-Chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc(X): X = 4000 (mm)
Độ sâu trôn cọc trong lớp chịu lực: Db=21100 (mm)
Độ sâu hữu hiệu: D’ = 14066.6(mm)
- Hệ số ảnh hưởng của chiều sâu trôn hữu hiệu của nhóm(I):
I = 1 – 0.125

D'
14066.6
= 1 − 0.125 ×
= 0.56 > 0.5
B
4000

=> Đạt

- σ'v : Tính từ độ sâu sau xói đến độ sâu dưới móng tương đương một khoảng là
B.
3

σ v' = h2 a × (γ bh2 a − γ n ) + h3 × (γ bh
−γ n)

= 10.90×(19.45 – 9.81)+42.2×(20.52 – 9.81) = 557.038 KN/m2 = 0.55 MPa
- Số đếm SPT đo trong khoảng lún N = 20.9
=> Ncorr = 8.4


Độ lún của nhóm cọc:



ρ = 30q.I . B = 30 × 0.56 × 0.2. 4000 = 25.29mm



ρ = 25.29 (mm) < ρ gh =25.4(mm) => Đạt

N corr

8.4

8. Tính toán kiểm tra cọc
-23-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

8.1 Tính toán kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công
Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán và bố trí cốt thép là chiều đúc cọc: Lc=
28 (m)
Được chia thành 3 đốt có chiều dài: Ld1 = 9 (m); Ld2 = 10 (m); Ld3 = 9 (m)
Mô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép
Mtt = max(M1 ; M2)
Trong đó:
M1: Mômen trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
M2: Mômen trong cọc theo sơ đồ treo cọc
a. Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld1= 9 m


Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
Các móc cẩu đặt cách đầu cọc một đoạn :
a = 0.207 Ld = 0.207 × 9 = 1.863( m) . Chọn a = 1.9m

Trọng lượng bản thân cọc được xem như tải trọng phân bố đều trên cả
chiều dài đoạn cọc:
q1 = n.γbt.Ag = 1.75×25×0,162 = 7 (KN/m)
Trong đó:
n là hệ số động, n = 1.75
Ag : diện tích mặt cắt nguyên cọc, Ag= 0.16m2
γbt : diện tích nguyên của bê tong, γbt = 24 KN/m3
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :
P

1900

5200

1900

M +1

M-1

M +1

-24-

Lớp: 63DCCD10


Bộ môn Địa kỹ thuật

⇒ M 1+ ≈ M 1− = 7 ×

Đồ án môn học Nền & Móng

1.92
= 12.64 KN.m
2

Ta có mặt cắt có giá trị mômen lớn nhất là: M1=12.64 KN.m
 Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc
Móc được đặt cách đầu cọc một đoạn:
b = 0.294Ld = 0.294 x 9 = 2.646 (m), Chọn b= 2.65m
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :

P

2650

6350

M-2

M +2

Ta có mặt cắt có giá trị mômen lớn nhất là:
M 2+ ≈ M 2− = 7 ×

2.652
= 24.58 KN.m
2

Vậy mômen lớn nhất dùng để bố trí cốt thép là:
Mtt= max(M1;M2)= 24.58 KN.m
b. Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld = 10 m
 Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
Các móc cẩu đặt cách đầu cọc một đoạn :
a = 0.207 Ld = 0.207 ×10 = 2.07( m) . Chọn a = 2.1m
Trọng lượng bản thân cọc được xem như tải trọng phân bố đều trên cả
chiều dài đoạn cọc:
q1 = n.γbt.Ag = 1.75×25×0,162 = 7 (KN/m)
Trong đó:
n là hệ số động, n = 1.75
Ag : diện tích mặt cắt nguyên cọc, Ag= 0.16m2
-25-

Lớp: 63DCCD10