Đồ án nến móng Cọc Đóng

Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

SỐ LIỆU ĐỀ BÀI
Bảng 1.1: Số liệu tải trọng tác dụng
Tải trọng\ Phương án

Đơn vị

9

V do tĩnh tải (DC)

KN

3168

V do tĩnh tải (DW)

KN

284

V do hoạt tải (LL+IM)

KN

849

H do hoạt tải (LL+IM)

KN

212

M do hoạt tải (LL+IM)

KN.m

382

Phương dọc (D) , ngang cầu (N)

D

Bảng 1.2: Số liệu thủy văn và chiều dài nhịp

Đơn vị

6

Cao độ MNCN (EL5)

m

4,0

Cao độ MNTT (EL4)

m

2,5

Cao độ MNTN (EL3)

m

0,5

Cấp sông

VI

Cao độ mặt đất tự nhiên (EL1)

m

0,00

Cao độ mặt đất sau xói (EL2)

m

-1,7

SVTH: Phạm Viết Nhật

-1-

Lớp: 64DCCS01

Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT
Lớp đất 1: 0.81 => -1.89 m
CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ
PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HẠT
 Phần trăm hạt sỏi
 Phần trăm hạt cát
 Phần trăm hạt mịn (sét, bụi)
Độ ẩm tự nhiên

Kí hiệu

%

0.00
17.00
83.00
94.10

g/cm3

1.47

g/cm3

2.61

%

74.70

%

37.90

φ
c

Độ
kG/cm2

4.00
0.044

φcu
cu

Độ
kG/cm2

22.00
0.450

φ’
c’

qu

Độ
kG/cm2
kG/cm2

3.00
0.040
-

W
ρ

Khối lượng thể tích

ρh

Khối lượng riêng

WL

Giới hạn chảy

WP

Giới hạn dẻo
Thí nghiệm cắt trực tiếp
 Góc ma sát trong
 Lực dính
Thí nghiệm cắt ba trục (CU)

 Góc ma sát trong
 Lực dính
Thí nghiệm cắt ba trục (UU)
 Góc ma sát trong
 Lực dính có hiệu
Thí nghiệm nở hông
Thí nghiệm nén cố kết






Đơn vị

σ'p

Áp lực lền cố kết
kG/cm2
Hệ số cố kết
Cv x 10-3
cm2/s
Hệ số nén
ax10-1
cm2/kG
-7
-7
Hệ số thấm Kv x 10
Kv x 10
cm2/s

Chỉ số nén cc
Cc
Lớp 1: Bụi tính dẻo cao, màu xám đen, xám xanh, rất mềm

0.51
0.54
0.23
0.45
0.78

Lớp đất 2a: -1.89=> -13.29 m
CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ
SVTH: Phạm Viết Nhật

Kí hiệu
-2-

Đơn vị

Kết quả
Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

PHẦN 1: BÁO CÁO ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN CÔNG TRÌNH
1.1.Đặc điểm địa chất,thuỷ văn khu vực xây dựng công trình
1.1.1 .Mô tả cấu tạo địa chất

•

Lớp 1 là lớp bụi tính dẻo cao, màu xám đen, xám xanh, rất mềm .Chiều dày
của lớp là 2,70m, cao độ mặt lớp là 0,81 m, cao độ đáy lớp là -1,89m. Lớp
đất có độ ẩm là 94,10%, khối lượng thể tích là 1,47 g/cm3, khối lượng riêng

•

là 2,61 g/cm3
Lớp 2a là lớp sét gầy pha cát, màu xám nâu, xám xanh. Chiều dày của lớp là
14,10m, cao độ mặt lớp là -1.89m, cao độ đáy lớp là -13,29m. lớp đất có độ
ẩm 26,47%, khối lượng thể tích 1,96 g/cm3, khối lượng riêng 2,72 g/cm3.

Lớp đất ở trạng thái cứng vừa đến cứng.
• Lớp 3 là lớp cát sét, cát bụi, màu xám vàng, xám trắng. chiều dày của lớp là
60,40m, cao độ mặt lớp là -13,29m, cao độ đáy lớp là -73,69m, lớp đất có
độ ẩm 16,9%, khổi lượng thể tích 2,05 g/cm3, khối lượng riêng 2,65 g/cm3.
Lớp đất ở trạng thái chặt vừa đến chặt, bão hòa nước.
1.2.Nhận xét và đề xuất phương án móng
*Nhận xét:
+ Điều kiện địa chất công trình trong phạm vi khảo sát nhìn chung là khá
phức tạp, có nhiều lớp đất phân bố và thay đổi.
+ Dựa vào chỉ số SPT cho thấy ở độ sâu lớp đất thứ 3 đất khá ổn định và có
khả năng chịu lực khá tốt.
*Kiến nghị:
+ Với các đặc điểm địa chất công trình tại đây, nên sử dụng giải pháp móng
cọc đóng BTCT có đường kính 40 cm.
+ Nên để cho cọc ngập sâu vào lớp đất thứ 3 để tận dụng khả năng chịu ma
sát của cọc và làm tầng chứa mũi cọc.

SVTH: Phạm Viết Nhật

-3-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
2.1. Bố trí công trình chung
- ( bản vẽ 01)
2.2. Chọn sơ bộ kích thước công trình
2.2.1 Chọn vật liệu
+ Bê tông fc’= 30 Mpa,

γ bt = 24kN / m3

+ Thép ASTM A615 có fy = 420 Mpa
2.2.2. Kính thước và cao độ bệ cọc
* 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= 4,0 m
MNTT:mực nước thông thuyền MNTT = 2,5 m

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 VI) => Htt = 2,5 m
Bảng 1
Cấp đường sông
I
II
III
IV

- Bảng giới hạn thông thuyền trên sông có thông thuyền
Khổ giới hạn tối thiểu trên mức nước cao có chu kì 20 năm (m)
Theo chiều ngang
Theo chiều thẳng
đứng (trên toàn CR)
Cầu qua sông
Cầu qua kênh
80
50
10
60
40
9
50
30
7
40
25
6( thích hợp)
5( tối thiểu )

SVTH: Phạm Viết Nhật

-4-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

V
VI

Đồ án môn học Nền & Móng

25

20
15

10

3,5
2,5

=> MNCN + 1m = 4,0 + 1.00 = 5,0 m
Và MNTT+Htt = 2,5 + 2,5 = 5,0 m
=> CĐĐT = max ( 5,0 ; 5,0) – 0,30 = 4,7 m
* Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB):
CĐĐB< MNTN -0.50 m = 0 – 0,50 = -0,5 m
Ta thiết kế móng cọc đài thấp nên CĐĐB phải nhỏ hơn cao độ mặt đất sau xói

EL2= -1,70 m
=> Đề xuất chọn CĐĐB= -2,0 m
* Cao độ đáy bệ (CĐĐAB):
CĐĐAB = CĐĐB - Hb
trong đó: Hb là chiều dày bệ móng chọn 2 m
=> CĐĐAB = -4,0 m
VẬY CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ MÓNG NHƯ SAU :
Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = 4,7 m
Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = -2,00m
Cao độ đáy bệ: CĐĐAB = -4,00 m
Chiều dày bệ móng móng Hb = 2,00 m
2.2.3. 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 3 lớp, lớp thứ 3 dày và không phải tầng đá gốc, nên chọn giải pháp
móng là móng cọc ma sát BTCT, mũi cọc nằm ở lớp thứ 3.
Chọn cọc BTCT đúc sẵn,cọc có kích thước là : 0,4m x 0,4 m; được đóng vào
lớp thứ 3 là lớp cát sét, cát bụi,màu xám trắng,xám vàng,chặt vừa. Cao độ mũi cọc
là

-31 m.

Chiều dài của cọc Lc được xác định như sau:
Lc= CĐĐB – Hb - CĐMC = (-2) – (2) – (-31) = 27 m
trong đó :
CĐMC là cao độ mũi cọc: (CĐMC = -31m)
SVTH: Phạm Viết Nhật

-5-

Lớp: 64DCCS01

Bộ môn Địa kỹ thuật

kiểm tra :

Đồ án môn học Nền & Móng

Lc/d = 27/0,4 = 67,5

< 70 => Thoả mãn yêu cầu về

độ mảnh
Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L = Lc + 1 =27 + 0,5 = 27,5 m
Cọc được tổng hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài : 27,5 m = 9,5m+10m +8m
Trong đó các đốt cọc có độ dài 8m là các đốt có chứa phần mũi cọc
2.3. Tính toán tải trọng.
2.3.1 . Tính trọng lượng bản thân trụ
Chiều cao thân trụ Htr:
Htr = CĐĐT – CĐĐB - CDMT = 4,7 – (-2,00) – 1,40 = 5,3m
trong đó : CDMT là chiều dày mũ trụ , CDMT = 1,4m
Thể tích toàn phần mũ trụ:

V1 = 8.0,8.1,7 + 8.0,6.1,7 − 1,5.0,6.1, 7 = 17,51(m 3 )

Thể tích thân trụ :
V2 = Str .H tr = (

π.1, 2 2
+ (4,5 − 1, 2).1, 2).5,3 = 26,979(m 3 )

4

trong đó :
V1 là thể tích phần mũ trụ
V2 là thể tích thân trụ
Thể tích trụ ngập nước:
Vnn

=

Str

(MNTN – CĐĐB) = 5,0904 ( 0,5-(-2,0)) = 12,726 (

m3

2.3.2.Tổ hợp tải trọng tải đỉnh bệ
Bảng 2- Bảng tổ hợp các loại tải trọng (chưa có hệ số)
Tải trọng
Not -Tĩnh tải thẳng đứng
Noh -Hoạt tải thẳng đứng
Hoh -Hoạt tải nằm ngang
Moh -Hoạt tải mômen

Trọng lượng riêng của bê tông

Đơn vị
KN
KN
KN

KN.m
γ bt

TTGHSD
3452
849
212
382

= 24 KN/m3

Hệ số tải trọng:
Hoạt tải: nh = 1,75
SVTH: Phạm Viết Nhật

-6-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Tĩnh tải: nt = 1,25
Bảng 3 - Tổ hợp tải trong theo phương ngang cầu ở TTGHSD tại đỉnh bệ
Tải trọng
Nsd1
Hsd1
Msd1

Đơn vị
KN
KN
KN.m

TTGHSD
5243
212
1802

trong đó: Qsd1 = 1. Qot + 1.Qoh
N sd1 = N oh + N ot +γ bt.V tr - V nn.γ n
H sd1 = H 0
M sd1 = M 0 + H 0

(CĐĐT – CĐĐB)

Bảng 4 - Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu ở TTGHCĐ tải đỉnh bệ
Tải trọng
Ncd1
Hcd1
Mcd1

Đơn vị
KN
KN
KN.m

TTGHCĐ

7291
371
3154

trong đó: Qcd1 = nt. Qot + nh.Qoh
N1cd = n h .N oh + n t .(N ot +γ bt.V tr - γ n.V nn)
H1cd = n h .H oh
M1cd = n h .M oh + n h .H oh

(CĐĐT-CĐĐB)

Bảng 5 - Tổ hợp tải trọng tại đỉnh bệ
Tải trọng
Đơn vị
TTGHSD
TTGHCD
Tải trọng thẳng đứng
KN

SVTH: Phạm Viết Nhật

-7-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

5243
7291
Tải trong ngang
KN
212
371
Momen
KN.m
1802
3154

2.4.Xác định sức kháng cọc
2.4.1.Sức kháng của cọc theo vật liệu PR
+Cọc bê tông cốt thép,tiết diện của cọc hình vuông : 0,4m x 0,4m
+Bê tông có f’c=30 MPa
γy

+Thép ASTM A615 có

= 420 MPa

Bố trí cốt thép trong cọc:
Cốt chủ;chọn thép d18 ,số lượng là 8 thanh
Cốt đai:chọn thép d8
Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu:

PR =

φ.Pn = φ.0,8.{ 0,85.f'c.(Ag - Ast) + fy.Ast}
φ

trong đó:

φ
:hệ số sức kháng bê tông,

=0,75

f’c: Cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28ngày (Mpa)
fy: Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (Mpa)
Ag: Diện tích cắt ngang nguyên của cọc, Ag = 160000 mm2
Ast: Diện tích cốt thép, Ast = 2035 mm2
SVTH: Phạm Viết Nhật

-8-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Vậy

PR φ.Pn

=

Đồ án môn học Nền & Móng

=

0, 75.0,8.{ 0,85.30.(16000 − 2035) + 420.2035} .10−3 = 2929, 68(kN)
2.4.2.Sức kháng của cọc theo đất nền QR
Q R = ϕ.Q P + ϕqs .Qs

trong đó:
Qp: Sức kháng mũi cọc (N )
Qs: Sức kháng thân cọc (N)
φ qs

: Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định dùng cho các phương pháp
tách rời sức kháng của cọc do sức kháng mũi của cọ và sức kháng thân cọc.
α φ qs
+Đối với đất dính theo phương pháp
:
= 0,7
φ qs

+Đối với đát cát theo phương pháp SPT:

= 0,45

a.Sức kháng thân cọc QS
Qs = q s .A s
trong đó: As:là diện tích bề mặt cọc (mm2)
Do thân cọc ngàm trong 3 lớp đất,lớp đất 1,2 là lớp đất dính,lớp đất thứ 3 là đất rời
nên ta dùng phương pháp

α

để tính Qs với lớp đất dính và phương pháp ước tính sức kháng

của cọc dựa trên thí nghiệm hiện trưởng dụng kết quả SPT dể xác định QS với lớp đất rời.
*Theo phương pháp

α

,sức kháng đơn vị thân cọc qs như sau:

q s = α × Su

trong đó:
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 tỉ 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 của API như sau:
SVTH: Phạm Viết Nhật

-9-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Nếu Su

≤

0,25MPa =

Nếu 0,25 MPa
Nếu Su

≥

≤

Su

Đồ án môn học Nền & Móng

α

≤

0,75 KPa =>

= 1,0

0,75 MPa =>
α

 Su - 0, 25 
α = 1- 0,5 

 0,5 

=0,5

*Theo phương pháp ước tính sức kháng của cọc dựa trên thí nghiệm hiện trường sử dụng
kết quả SPT xác định qs như sau:
N

Đối với cọc đóng dịch chuyển: qS = 0,0019
trong đó:

Qs: Ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (MPa)
N

: Số đếm búa SPT trung bình(chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân (búa/30mm)

-Với lớp 1,2 là đất sét,ta có:
Su = 33 KPa = 0,033 Mpa

⇒α

= 0,92

-Với lớp 3 là đất cát, ta có:
Số đếm búa SPT trung bình dọc thân búa của lớp 3 là :

N

= 18,22 (búa/30 mm)

Kết quả Qs được lập thành bảng sau:
Bảng 6 - Bảng tính sức kháng thân cọc
Tên

lớp
Lớ
p
2a
Lớ
p3

Chiều
dày
(mm)
9290
17710

Chu vi Diện tích
(mm) As (mm2)

N

Hệ số

QS

Su
(KPa)

qs (MPa)

q s .A s

1600

14864000

-

0,92

0,033

0,03

Qs=
(N)
445920

1600

17136000

18,22

-

-

0,035285

830467,76

b. Sức kháng mũi cọc Qp

SVTH: Phạm Viết Nhật

-10-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

QP = q p × A P

trong đó:
Ap: Diện tích mũi cọc (mm2)

Qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
*Đối với đất dính: qP = 9Su
Với Su = cường độ kháng cắt không thoát nước của sét gần chân cọc (MPa)
*Đối với đất rời:

qp =
qp

0,038.N corr .D b
≤ ql
D

qp ql
=min( ; )

với: Ncorr =


 1,92  
0,77 log 
÷
 σ 'v  


N

trong đó:
Ncorr: Số đếm búa SPT gần mũi cọc đã điều chỉnh cho áp lực tầng phủ,’ v
(Búa/300mm)
N: Số đếm SPT đo được (Búa/300mm)
σ 'v

: ứng suất hữu hiệu thẳng đứng

D: Chiều rộng hay đường kính cọc (mm)
Db: Chiều sâu xuyên 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)
+Tính

σ 'v

:

Lớp 1:

SVTH: Phạm Viết Nhật

-11-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

γ -γ
e1 =γ h = bh ⇒
γ bh - γ n

bh

=

Đồ án môn học Nền & Móng

γ h + eγ n
(1+ e)

25,6 + 0,85x9,81
= 18,3
1+ 0,85
(KN/

m3

)

Lớp 2a:

γ -γ
e 2a =γ h = bh ⇒
γ bh - γ n

bh

γ h + eγ n
(1+ e)

=

26,68 + 0,76x9,81
= 19,39
1+ 0,76
(KN/m3)

Lớp 3:

γ -γ
e3 =γ h = bh ⇒
γ bh - γ n

bh

=

γ h + eγ n
(1+ e)

25,996 + 0,51.9,81
= 20,52
1+ 0,51
(KN/m3)

Ta có:
σ = γ1.h1 + γ 2a .h 2a + γ 3 .h 3 = 18,3.2,7 +19,39.11, 4 + 20,52.17,71 = 633,865

(KN/m2)

Áp lực nước lỗ rỗng:
u=(0,5+31).9,81 = 309,015 (KN/m2)
Vậy ứng suất có hiệu:
σ 'v = 633,865 − 309, 015 = 324,85

(KN/m2) =0.324(N/mm2) = 0.324 (MPa)

Do mũi cọc nằm trong lớp 2 là lớpđất rời nên ta có kết quả tính Qp như trong bảng sau:
Bảng 7 - Bảng tính sức kháng mũi cọc Qp
N
Búa/30
0mm

’v
(MPa)

D(mm)

Db
(mm)

Ncorr
Búa/30
0mm

ql
(MPa)

qp
(MPa)

Ap
(mm2)

Qp (N)

20

0,324

400

17710

11,9

4,76

20,82

160000

761600

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

QR =

φ qs

.Qp +

.Qs

SVTH: Phạm Viết Nhật

-12-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

= 0,36.761600 + 0,56.445920 +

0,36.830467,76 = 822859,59

N
= 822 KN
⇒

Sức kháng dọc trục của cọc đơn Ptt:
Ptt = min ( PR ,QR ) = 822 KN

2.5. Chọn số lượng và bố trí cọc
2.5.1. Tính toán số lượng cọc
n≥

Số lượng cọc N được xác định như sau:

N
Ptt

trong đó:
N: Tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐ (KN) ,

N= 7291 KN

Ptt: Sức kháng dọc trục của cọc đơn (KN),

Ptt = 822 KN

⇒ ≥

n 8,69
n ≈ 1.5

Với trụ ta thường lấy giá trị

⇒

N
Ptt

n ≈ 2 .5

, với mố ta lấy

N
Ptt

Chọn n = 18 cọc

2.5.2.Bố trí cọc,chọn kích thước bệ móng
a. Bố trí cọc trên mặt phẳng

Tiêu chuẩn 22TCN272-05 quy định;
Khoảng cách từ mặt bên của bất kỳ cọc nào tới mép gần nhất của móng phải lớp hơn
225 mm.
Khoảng cách tim đến tim các cọc không được nhỏ hơn 750 mm hoặc 2.5 lần đường
kính hay bề rộng cọc, chọn giá trị nào lớn hơn.
Với n = 18 cọc bố trí theo hình dạng lưới ô vuông trên mặt bằng và được bố trí trên mặt
thẳng đứng, với các thông số:
+Số hàng cọc theo phương dọc cầu là:

SVTH: Phạm Viết Nhật

6 hàng
-13-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Khoảng cách tim các hàng

cọc theo phương dọc cầu là

1600 mm
+Số hàng cọc theo phương ngang cầu là:

3 hàng

Khoảng cách tim các hàng cọc theo phương ngang cầu là:

1600mm

+Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phương dọc cầu và ngang cầu
là: 400 mm

2x1600
500

4200

500

Với 18 cọc ta bố trí như trên hình vẽ

5x1600

500

500

9000

Các kích thước của bệ là:
Thể tích của bệ là:

9000. 4200 mm
Vb =

9.4, 2.2 = 75,6(m 3 )

2.5.3.Tổ hợp tải trọng tại tâm đáy bệ cọc
Bảng 8 - Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng:
Tải trọng
Nsd
Hsd
Msd

Đơn vị
KN
KN
KN.m

SVTH: Phạm Viết Nhật

TTGHSD
6315
212
2226

-14-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

trong đó:
N sd = Nsd1 + Vb .(γ bt - γ n )
H sd = H sd1
M sd = M sd1 + H sd1.H b

Bảng 9 - Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn cường độ:
Tải trọng

Đơn vị

Ncd
Hcd
Mcd

KN
KN
KN.m

TTGHC
Đ
8632
371
3896

trong đó:
N cđ = N cđ1 + n t .Vb .(γ bt - γ n )
H cđ = H cđ1
M cđ = M cđ1 + H đ1.H b

Bảng 10 - Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ được tổng hợp theo bảng sau:
Tải trọng
Tải trọng thẳng
đứng
Tải trọng ngang
Momen

Đơn vị
KN

TTGHSD
6315

TTGHCĐ
8632

KN
KN.m

212
2226

371
3896

2.6.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ
2.6.1.Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn
a.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:
SVTH: Phạm Viết Nhật

-15-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Ni =

Đồ án môn học Nền & Móng

N M y .x i
M .y
+ n
+ nx i
2
n ∑ x i ∑ yi2
i=1

i=1

(KN)

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)
y

1

2

3

7

8

9

13

14

15

SVTH: Phạm Viết Nhật

o

-16-

4

5

6

10

11

12

16

17

18

Lớp: 64DCCS01

x


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

Bảng 11 - Tải trọng tác dụng lên các cọc được tính theo bảng sau:
Tên cọc
1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11
12
13
14
15
16
17
18

n

18

N(KN)

8632

Mx

My

(KN.m)

(KN.m)

3896

0

∑ x (y )
2
i

Vậy

2
i

N max
N min

xi

(m)

yi

(m)

-4,0
-2,4
-0,8
0,8
2,4
4,0
-4,0
-2,4
-0,8
0,8

2,4
4,0
-4,0
-2,4
-0,8
0,8
2,4
4,0

1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-1,6
-1,6
-1,6
-1,6
-1,6
-1,6

134,4

30,72

Ni

(KN)

682,47
682,47
682,47
682,47
682,47
682,47
479,55
479,55
479,55
479,55
479,55
479,55
276,63
276,63
276,63
276,63
276,63
276,63

= 682,47 KN
= 276,63 KN > 0

b. Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn
Công thức kiểm toán:

N max +ΔN ≤ P tt

trong đó:
N max

ΔN

: nội lực lớn nhất tác dụng lên đầu cọc ( lực dọc trục)
: trọng lượng bản thân cọc (KN)

SVTH: Phạm Viết Nhật

-17-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Ta có

Ptt

Đồ án môn học Nền & Móng

= 896 (KN)
ΔN = Lc .d 2 γ bt

0, 42

= 27.24.

Vậy:

N max +ΔN

= 677,30 + 103,68 = 786,15 KN <

= 103,68 KN

Ptt = 896 KN => Đạt

2.6.2 Kiểm toán sức kháng dọc của nhóm
Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm
Vc ≤ Qg =φ g1.Q g1+ φ g2.Q g2

Trong đó:
Vc

: tổng lực gây nén nhóm cọc đã nhân hệ số.

Vc

= 8632 (KN)

φg1,φ g2

:hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc trong đất dính, đất rời
Qg1 Qg2
,

:sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc trong đất dính, đất rời

SVTH: Phạm Viết Nhật

-18-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

a.Sức kháng nhóm cọc trong đất dính

SVTH: Phạm Viết Nhật

-19-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật
Qg1
= min (

Q1 Q 2

,

Đồ án môn học Nền & Móng

)

Qg1

: tổng sức kháng dọc trục của cọc đơn trong đất dính
Q2

Ta có:

:sức kháng trụ tương đương

η = 0, 65 →

η =1→

Khoảng cách cọc là 2,5d

Khoảng cách cọc là 6d
Q1 η. .
= n sức kháng 1 cọc
10−3

= 1.18. 547200 .
= 9849,6 (KN)
Z.Su + xy.N c .Sy Z.Su + xy.N c .Sy
Q2
=(2x+2y).
.

.
.
.
=(2 4200 +2 9000) 17710 0,033=15428952 = 15428 (KN)
Qg1

Vậy:

= 9849,6 (KN)

b.Sức kháng nhóm cọc trong đất rời
Q g2 η × ×
= n sức kháng của cọc đơn
η
Trong đó: =1
Q g2

.

.

=1 18 (761600+830467,76) .

10−3

=28656,21 (KN)

Vậy sức kháng của nhóm cọc là:
Qg

.
=9849,6 0,56+28657,21.0,36=15832,37 (KN) > 9403 (KN) (Đạt)

SVTH: Phạm Viết Nhật

-20-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

2Db/3

2.7 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng

Db

Móng tu ong
du ong

2

Db/3

1

Với mục đích tính toán độ lún của nhóm cọc, tải trọng được giả định tác động lên móng

tương đương đặt tại 2/3 độ sâu chôn cọc vào lớp chịu lực như hình vẽ.
Do địa chất gồm lớp 1 là đất yếu, lớp 2 là đất tốt nên chiều dài

Db

từ đầu lớp 2 đến mũi cọc.

Lớp 2 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 và vị trí móng tương đương cho hình vẽ trên.
*Độ lún trong nhóm cọc trong đất rời có thể tính như sau:
ρ=

Sử dụng SPT:

SVTH: Phạm Viết Nhật

30qI X
N corr

-21-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

ρ=
Sử dụng công thức CPT:

qIX
2q c

trong đó:

I = 1- 0,125.

D'
≥ 0,5
X


 1,92  
N corr = 0,77log 
÷ N
 0,3  

ở đây :
q: áp lực móng tĩnh tải tác dụng tại 2/3

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 = 2/3
Db

Db

(mm)

: độ sâu chon cọc trong lớp chịu lực (mm)

N corr

: 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/300).
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)

SVTH: Phạm Viết Nhật

-22-

Lớp: 64DCCS01

Bộ môn Địa kỹ thuật
qc

Đồ án môn học Nền & Móng

: 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:
- áp lực móng tĩnh tác dụng tại 2/3

q=

Db

:

V
V
6315000
=
=
= 0, 208
A td L td .Btd 8400.3600

(MPa)

trong đó:
V: tải trọng thẳng đứng tại đỉnh của nhóm cọc ở TTGHSD(N), V = 6315000 (N)
L td

Btd

: chiều dài móng tương đương,

L td

= 8400 mm

: chiều rộng của móng tương đương,

Btd

= 3600 mm

-Chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc(X): X = 3600 mm
Độ sâu chôn cọc trong lớp chịu lực :

D' =

2
Db
3

Db

= 17710 mm

-

Độ sâu hữu hiệu

=11806 (mm)

-

Hệ số ảnh hưởng của chiều sâu chôn hữu hiệu của nhóm(I):
11806
I = 1 − 0,125
= 0,59 ≥ 0,5
3600
=> I= 0,59

Ta có:
-

Ứng suất tổng do trọng lượng bản thân đất gây ra

σ
-

= 18,3.2,7+19,39.11,4+20,52.

2
3

.17,71+20,52.3,6 =586,6 (

KN / m 2

)

Áp lực nước lỗ rỗng :

SVTH: Phạm Viết Nhật

-23-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật

Đồ án môn học Nền & Móng

u=

(11,8+3,6+11,4+2,39).9,81= 286,35 (

KN / m 2

-

)
Ứng suất có hiệu :

σ 'v

-

=586,6 – 286,35 = 300,25 (

KN / m 2

) = 0,3 (Mpa)

Số đếm SPT đo trong khoảng lún N = 17

 1,92  
N corr = 0,77log 
÷ 17 = 10,55
 0,3  


⇒

ρ=

30 × 0,208 × 0,59 3600
= 20,93
10,55

Độ lún của nhóm cọc:

mm

⇒

Đạt

2.8 Tính toán kiểm tra cọc
2.8.1. 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:
Được chia thành các đốt có chiều dài:

Ld

Lc

= 27,5 m

= 10m và 1 đốt có chiều dài 8 m và 1 đốt có

chiều dài 9,5m
* Khi vận chuyển cọc
q = n.A g .γ bt

Tải trọng bản thân cọc phân bố trên toàn bộ chiều dài cọc và có giá trị là :
Trong đó :
n là hệ số động , n= 1,75

Ag

Ag

: diện tích mặt cắt nguyên cọc ,
γ bt
⇒

:trọng lượng riêng của bê tông ,

= 0,16 m2
γ bt

= 24 KN/m3

q = 6,72 KN/m

* Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld1 = 10 m
Chọn điểm móc cẩu sao cho
SVTH: Phạm Viết Nhật

-24-

Lớp: 64DCCS01


Bộ môn Địa kỹ thuật
M1- ≈ M1+

Đồ án môn học Nền & Móng

=> a=0,207Ld= 2,07 m

M1 =

qa 2 6,722,.07 2
=

= 14,39(kN.m)
2
2

Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :

2,07

5,86

2,07

M1-

a = 2,07

SVTH: Phạm Viết Nhật

M

-25-

1+

a = 2,07

Lớp: 64DCCS01