ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

Tính phản lực chân cột
bằng chơng trình SAP2000

Khi tính toán phần kết cấu phía trên TCVN cho phép đợc coi nh các cột đợc
ngàm tại đỉnh móng và phản lực ở chân cột sẽ đợc dùng để tính cho móng tơng ứng.
Sau đây là hình vẽ minh hoạ hệ kết cấu đợc khai báo để tính toán.

Hình 1. Sơ đồ tính toán khung K4 trong SAP2000

Phản lực chân cột đợc xác định và trình bày trong Bảng tổ hợp nội lực cột.

I. Đánh giá đặc điểm công trình

Nhà ga hành khách cảng hàng không Đồng Hới có mặt bằng hình chữ nhật
với 2 đơn nguyên. Tổng kích mặt bằng là 43.2ì65.42 m. Hệ thống kết cấu đỡ mái
gồm 33 cột. Các cột thuộc phần khung bêtông cốt thép gồm 22 cột có kích thớc tiết
diện 0.3x0.6m. Cột liên kết khớp với kết cấu mái không gian bên trên. Công trình
gồm 2 tầng, một phòng chờ diện tích lớn đặt ở tầng 2, và các phòng dịch vụ đặt ở
tầng 1. Hệ thống kết cấu gồm các khung BTCT liên kết với các dầm dọc BTCT tạo
thành các hệ khung không gian. Kết cấu của công trình là hệ khung BTCT và hệ
dầm sàn BTCT đổ toàn khối. Cao trình đỉnh mái + 14.8 m. Hệ dầm giằng móng với
ý nghĩa và tác dụng của nó sẽ đặt dới mặt móng và liên kết các móng với nhau, chịu
tải trọng ngang và giảm sự lún lệch giữa các móng . Địa điểm xây dựng Nhà ga

hành khách nằm trong phạm vi khu vực cảng hàng không Đồng Hới, cách khu vực
thị xã khoảng 10km. là nơi mật độ dân c trung bình và ít có công trình lân cận.
Do chiều dài của công trình rất lớn, nên cần bố trí những khe nhiệt độ để tránh
những nội lực phát sinh do chênh lệch nhiệt độ, nhất là đối với dàn mái không gian
bên trên. Đồng thời ta cũng kết hợp khe lún với khe nhiệt độ để tránh tối đa những
ảnh hởng do lún không đều đến kết cấu công trình. Công trình đợc chia làm 2 đơn
nguyên với kích thớc lần lợt là: 43.2ì28.8m và 43.2ì36m.
SVTH

lớp

Trang

1


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

Tra bảng 16 TCXD 45-78 ta có giới hạn cho phép của độ lún tuyệt đối và độ
lún lệch tơng đối của các móng trong công trình là:
Độ lún lệch tơng đối : Sgh = 0.001.
Độ lún tuyệt đối : Sgh = 8 cm.

II. đánh giá điều kiện địa chất công trình

1. Địa tầng
Hình 2. trụ địa chất
Địa tầng đợc khoan khảo sát tới chiều sâu 18 m so với mặt đất tự nhiên. Cấu tạo
địa tầng nh sau:
cốt thiên nhiên
Mực nớc ngầm cao nhất ở độ sâu - 4.5
Đất trồng trọt
1
=16 KN/m3
m so với mặt đất tự nhiên.
Mặt cắt địa chất trung bình công trình
Cát pha dẻo
nh sau:
= 19.2 KN/m3
I = 0.33
2
+ Lớp đất lấp trồng trọt, = 16
= 18 ; C = 25
3
qc = 2800 kpa
KN/m dày 0.5 m;
E = 14000 kpa
+ Lớp cát pha dẻo cứng IL =0.33;
= 9.96 KN/m3
qc = 2800 Kpa. Dày 3.7 m
MNN
+ Lớp cát bụi chặt vừa, qc = 4500
Kpa. Dày 6.3 m;
Cát bụi chặt vừa

+ Lớp cát trung chặt vừa qc = 8700
= 19 KN/m3
Kpa. Dày 7.5m ;
= 30
qc = 4500 kpa
3
Lớp cát hạt trung chặt vừa bên dới cha
E = 10000 kpa
kết thúc trong phạm vi lỗ khoan sâu
= 9.4 KN/m3
18 m.
2. Bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất
Dùng bảng Đánh giá trạng thái
của đất theo độ nhão IL với các loại sét
và bảng Đánh giá trạng thái của đất theo
độ chặt dựa vào hệ số rỗng e với các
Cát hạt trung chặt vừa
= 19.2 KN/m3
loại cát.
= 35 ; C = 1
W - WP
qc = 8700 kpa
E = 31000 kpa
Trong đó: Độ nhão: I L =
; Hệ
= 10.12 KN/m3
WL - WP
4
L

đn

đn

đn

số rỗng: e =

s (1 + 0.01 ì W )
1.


Giá trị IL, e ứng với các lớp đất ở
trạng thái yêu cầu chọn ghi cụ thể nh
trong bảng. Ta có:


s

W

WL

Wp

(%)

(%)

(%)

STT

Tên lớp đất

Chiều
dày (m)

1

Đất trồng trọt

0,5

6

-

-

-

-

2

Cát pha dẻo

3.7

19.2

26.5

20

24

18

3

Cát bụi chặt vừa

6.3

19

26.5

26

-

-

4

Cát hạt trung chặt
vừa

7.5

19.2

26.5

18

-

-

SVTH

lớp

(KN/m3) (KN/m3)

Trang

2


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

-

E
( Kpa)
-

18

25

2800

14000

30

-

4500

10000

CII

-

0.33

0.66

-

0.757

IL

e

1

-

2
3

Phần móng: 15%

qc
( KPa )
-

II
( độ )
-

STT

PHM TUN ANH

4

0.63

35
1
8700
31000
Bảng 1. Chỉ tiêu cơ lí các lớp đất của công trình
* Ghi chú: Khi có nhiều lớp đất cùng thoả mãn các yêu cầu về trạng thái đất
ta chọn lớp đất hợp lí nhất.
Các lớp đất nằm dới mực nớc ngầm từ độ sâu - 4.5 m trở xuống bị đẩy nổi
nên khi tính toán ta phải tính với dung trọng đẩy nổi: dn =

s n
. Dung trọng của
1+ e

nớc: n = 10 KN/m3.
S
TT

Tên lớp đất

s
(KN/m3)

e

đn
(KN/m3)

3

Cát bụi chặt vừa

26.5

0.757

9.4

4

Cát hạt trung chặt
vừa

26.5

0.63

10.12

Bảng 2. Trọng lợng đẩy nổi các lớp đất
3. Đánh giá địa chất từng lớp đất
Đánh giá điều kiện địa chất tổng thể và địa chất cụ thể mỗi lớp đất là một
trong hai cơ sở để lựa chọn phơng án móng và lớp đất khả thi nhất để đặt móng. Cụ
thể nh sau:
3.2.1. Lớp đất trồng trọt
Chiều dày trung bình 0.5 m; = 16 (KN/m3)
Lớp đất yếu, không có khả năng chịu lực.
3.2.2. Lớp cát pha dẻo
Chiều dày trung bình 3.7 m , có:
w = 19.2 (KN/m3);

s = 26.5 (KN/m3).
W = 20 %. e = 0.66
II = 200 = 200; CII = 15.
Môđun biến dạng tổng quát:
E = 14000 KPa > 10000 KPa.
Đây là lớp đất khá tốt, modul biến dạng lớn. Tuy nhiên chiều dày lớp đất nhỏ.
Với tải trọng của công trình, nếu sử dụng phơng án móng nông thì kích thớc của
móng khá lớn.
3.2.4. Lớp cát bụi chặt vừa
Chiều dày trung bình 6.3 m có:
SVTH

lớp

Trang

3


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

w = 19 KN/m3 ; s = 26.5 KN/m3.
W = 26%; e = 0.757
II = 300 > 200 ; .

Môđun biến dạng tổng quát: E = 10000 KPa = 10000 KPa.
Đây là lớp đất khá tốt, hệ số rỗng trung bình, góc ma sát trong và môđun biến
dạng tơng đối lớn. Chiều dày lớp đất lớn. Tuy nhiên với phơng án móng cọc và tải
trọng nh tính toán cọc sẽ phải xuống sâu hơn chiều sâu tơng ứng với độ sâu mũi cọc
cách giới hạn dới của lớp đất khoảng an toàn. Vậy cho cọc xuyên qua lớp đất này.
3.2.5. Lớp cát hạt trung chặt vừa
Chiều dày trung bình 7.5 m có:
w = 19.2 KN/m3 ; s = 26.5 KN/m3.
W = 18%; e = 0.63 < 0.7.
II = 350 > 200 ; CII = 1.
Môđun biến dạng tổng quát: E = 31000 KPa > 10000 KPa.
Đây là lớp đất tốt nhất trong phạm vi khảo sát và là lớp đất tốt. Độ ẩm nhỏ, hệ
số rỗng khá nhỏ, góc ma sát trong và môđun biến dạng lớn. Chiều dày lớp đất trong
phạm vi khoan khảo sát đủ lớn để tin cậy đặt mũi cọc.

III. lựa chọn giải pháp nền móng

1. Phơng án móng
Trên cơ sở đặc điểm của công trình, nội lực tính toán bất lợi nhất ở chân cột,
các số liệu khảo sát địa chất công trình và những đánh giá về tính chất xây dựng của
các lớp đất ta chọn giải pháp móng cọc hạ bằng phơng pháp đóng cho công trình.
Cọc đợc thiết kế để đầu mũi xuyên qua giới hạn trên của lớp cát hạt trung chặt vừa 2
m. Cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát.
Giải pháp này đợc lựa chọn vì :
+ Độ lún tuyệt đối nhỏ, độ lún lệch tơng đối giữa các móng nhỏ, do đó ít gây nội
lực do lún gối tựa không đều đối với dàn không gian.
+ Thi công dễ dàng và nhanh chóng.
+ Cọc phù hợp với tải trọng công trình.
Cọc đóng có nhợc điểm là gây tiếng ồn lớn, tuy nhiên do địa điểm xây dựng
không phải là khu dân c, nên có thể chấp nhận đợc.

Sử dụng móng cọc đài thấp. Số lợng cọc trong 1 đài và kích thớc đài cọc đợc
lấy theo tính toán. Đài cọc đợc đặt lên lớp bê tông lót mác 100, dày 10 cm.
Sử dụng cọc BTCT tiết diện 30 ì 30 cm - dùng 1 đoạn cọc dài 12 m. Phần đầu
cọc đợc ngàm vào đài là 20 cm. Phần đầu cọc và phá đi 45 cm cho trơ cốt thép để
liên kết với cốt thép dọc chịu lực của cọc vào đài móng.
+ Thép dọc chịu lực gồm 420 CII có Ra= Ra= 260000 KPa.
+ Thép đai 6 CI có Rađ = 200000 KPa.
+ Bêtông mác 300 có Rn = 13000 KPa.
+ Đầu cọc có mặt bích hình vuông bằng thép hàn vào thép dọc chịu lực của
cọc trớc khi đổ bê tông cột.
+ Phần mũi cọc đợc gia cờng bằng các đai lò xo. Phần đầu cọc đợc gia cờng
bằng các lới thép. Giữa mỗi cọc có hai móc thép để cẩu lắp. Vị trí móc thép sẽ đợc
tính toán cụ thể ở phần sau.
+ Bịt đai thép cho mũi cọc và đặt lới thép cấu tạo đầu cọc để chịu ứng suất
cục bộ.
2. Giải pháp mặt bằng móng
SVTH

lớp

Trang

4


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

Căn cứ vào kết cấu hệ khung lựa móng dới chân cột là các móng cọc đơn. Toàn
bộ công trình có 59 móng chia làm 3 loại :
+ Móng dới chân các cột độc lập 0.6 x 0.6 m đỡ mái.
+ Móng dới chân cột khung kích thớc 0.3ì0.6 m đỡ mái.
+ Móng dới chân cột khung kích thớc 0.3ì0.3 m .
Ta sẽ tính toán móng dới chân cột G8 0.3x0.6m là móng dới chân cột đỡ mái
chịu mômen lớn và móng dới chân cột F8 0.3x0.3m là móng chịu tải mômen nhỏ
hơn nhng lực dọc lớn hơn.
Tác dụng của dầm giằng móng là tạo độ cứng không gian cho các móng, chịu
các tải trọng ngang, tăng cờng độ ổn định, giảm độ lún lệch giữa các móng.
Do chênh cốt trong và ngoài nhà nhỏ, nên trong tính toán, ta bỏ qua sự chênh
cốt và lấy toàn bộ cốt bằng cốt trong nhà.
IV. Thiết kế Móng m1 cột trục G8
4.1. Xác định nội lực tính toán tại đỉnh móng:
Theo kết quả tính toán, chân cột G8 (nút 4) có cặp tổ hợp I-14 có nội lực bất lợi nhất:
M = 16903,4 KGm = 169.034 KNm.
Q = 9311.4 KG =93.11 KN.
N = 43284.7 KG = 432.85 KN.
Sơ bộ chọn chiều cao đài 0.8 m, đế đài đặt tại độ sâu 1.5 m so với mặt đất tự
nhiên tức là nằm trong lớp cát pha dẻo 1 m.
Mặt trên đầm giằng móng thiết kế tại cốt -0.9m, trùng với mặt móng. Dầm
giằng có tiết diện 0.25x0.45 m .
Theo yêu cầu cọc đợc xác định sức chịu tải theo hai thông số:
PV - Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc.
PX - Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tĩnh.
Cọc bị phá hoại theo sức chịu tải bất lợi nhất nên giá trị min (P V, PX) đợc đa
vào tính toán.

4.2. Xác định sức chịu tải của cọc
4.2.1. Theo vật liệu làm cọc
Sức chịu tải thẳng đứng xác định theo độ bền vật liệu làm cọc, đối với cọc
BTCT tiết diện lăng trụ đặc chế tạo sẵn, móng cọc đài thấp cọc đợc tính nh thanh
chịu nén đúng tâm bởi lực dọc trục.
Pv = .( Rb.Fb + Ra.Fa )
trong đó:
= 1- hệ số uốn dọc với móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua bùn, đất sét yếu.
Cọc sử dụng thép chịu lực là 420 nên Fa = 12.56 cm2.
Fb = 30ì30 = 900 cm2.
Ra = 2600 KG/cm2 ; Rb = 130 KG/cm2.
Vậy: Pv = 1ì(130ì900 + 2600ì12.56 ) = 149656 (KG) = 1496.56 (KN) (1).
Sức chịu kéo đúng tâm của cọc:
Pk = Ra.Fa = 2600ì12.56 = 32656 (KG) = 326.56 (KN) (1*)
4.2.2. Theo kết quả xuyên tĩnh
Xuyên tĩnh đợc xác định bằng máy xuyên. Theo 20TCN 174-89 sức chịu tải
cọc xác định theo phơng pháp xuyên tĩnh tính theo công thức:
Px =

trong đó:
SVTH

lớp

Pmui Pxq
+
2ữ3 2

Trang

5


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

Pmũi = qp.F = kìqcìF
Pmũi - sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc.
+ qp sức cản phá hoại của đất ở chân cọc.
+ qc - sức cản mũi xuyên trung bình của đất ở phạm vi 3d phía trên chân cọc
và 3d phía dới chân cọc.
n

Pxq = U ì qsi .hi
i =1

Pxq - sức cản phá hoại của đất ở toàn bộ thành cọc.
qsi =

q ci
i

+ U - chu vi tiết diện cọc. U = 4ì30 = 120 (cm) = 1,2 (m).
+ F - diện tích tiết diện cọc. F = 0.0625 (m2).
+ qsi - lực ma sát thành đơn vị của cọc ở lớp đất thứ i có chiều dày hi.

+ qci Sức cản mũi xuyên trung bình của lớp đất thứ i.
+ ki, i - hệ số tra bảng 5.9 sách Nền và móng.
ST
T

Loại đất

qci
(KN/m2)

Ki

1

qsi

Đất lấp

-

-

-

-

2

Cát pha dẻo

2800

0.45

60

46.67

3

Cát bụi chặt vừa

4500

0.5

100

45

4

Cát hạt trung chặt
vừa

8700

0.5

100

87

i

(KN/m2)

Bảng 3. Tính sức cản phá hoại đất quanh thành cọc
Có: Pmũi = kìqcìF = 0.5ì 8700ì 0.09 = 391,5 (KN).
n

Pxq = u. q si .h i = 1.2ì(46.67ì2.7 + 45ì6.3+ì87ì2)
i =1

= 700.21(KN).
Thiên về an toàn chọn: Px = Pmui +

Pxq

.
3
2
391.5 700.21
Px =
+
= 480.61 ( KN ) (2)
3
2

Sức chịu kéo đúng tâm của cọc: Pk = Pxq / 2 = 700.21 / 2 = 350.1 (KN) (2*)

Kết luận: Từ (1) và (2) ta thấy
Min(Px,Pv) = Px =480.61 (KN)
Chọn PX = 497.16 (KN) để tính cọc chịu nén.
Từ (1*) và (2*) ta chọn sức chịu kéo đúng tâm của cọc Pk = 350.1 KN để tính
cọc chịu nhổ.
4.3. Xác định số lợng và bố trí cọc
Để các cọc đợc coi là cọc đơn, bố trí các cọc trên mặt bằng với khoảng cách bất kì
giữa tim hai cọc 3d. áp lực tính toán tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc:
SVTH

lớp

Trang

6


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

P tt =

Px

( 3.d )

2

=

480.61

( 3.0,3)

2

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

= 593.34 ( KN / m 2 ).

Diện tích sơ bộ của đế đài đợc tính theo công thức:
F=

N tt0
P tt tb .h.n

Trong đó:
+ n = 1.1 - hệ số độ tin cậy.
+ h = 1.7 m - độ sâu đặt đáy đài so với cốt 0,00.
+ tb = 22 KN/m3 trọng lợng riêng đài cọc và đất trên các bậc đài
F=

432.85
= 0.78 m 2
593.34 22 ì 1.7 ì 1.1

Trọng lợng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài:

Nttsb = nìFđìhìtb = 1.1ì 0.78ì1.7ì22 = 32.09 (KN).
Số lợng cọc sơ bộ đợc tính theo công thức:
N 0tt + N sbtt
432.85 + 32.09
=
= 0.97
nc =
Px
480.61

Vì móng chịu tải lệch tâm khá lớn nên ta chọn nc = 4 cọc.
Bố trí cọc trong đài nh hình vẽ:

8
4

3

G

Hình 3. Bố trí cọc cho đài móng G8
Khoảng cách a từ tim cọc biên đến mép đài thoả mãn điều kiện:
ab = 25 > 0.7ìd = 0.7ì 30 = 21 (cm).
Khoảng cách giữa các tim cọc:
amin = 90 = 3ìd = 3 ì 30 = 90 (cm).
Kích thớc đài thực tế: Fth = 1.4ì1.4 =1.96 (m2).
4.4. Kiểm tra cọc theo điều kiện cờng độ
Trọng lợng tính toán của đài và đất trên đài:
Nttđ = nìFthđìhìb = 1.1ì1.96ì1.7ì22 = 80,63 (kN).
Lực dọc tính toán thực tế tại đế đài:

N tt = 80.63 + 432.85 = 513.48 (kN).
Lực cắt tại chân cột gây mô men tính toán ứng với trọng tâm diện tích tiết
diện các cọc tại đế đài :
Mxtt = M + Q ì h = 169.034 + 93.11ì1.7 = 327.32 (kNm)
Móng chịu tải lệch tâm 1 phơng. Lực truyền xuống các cọc dãy biên:
SVTH

lớp

Trang

7


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

P

tt
max-min

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

tt
N tt M y .x max
= '

nc
xi2

Lực truyền xuống dãy cọc biên:
tt
Pmax
=

513.48 327.32 ì 0.45
+
= 310.21 (kN )
4
4 ì 0.45 2

Các cọc dãy biên trong vùng chịu ứng suất kéo do mômen và nén do lực dọc
có khả năng bị nhổ:
tt
Pmin
=

513.48 327.32 ì 0.45

= 53.47 (kN )
4
4 ì 0.45 2

Pttmin = -53.47 (kN) < 0 nên cần kiểm tra điều kiện chống nhổ của cọc.
Kiểm tra lực truyền xuống cọc:
Pttmax + Pc Px.
Trong đó:

Pc- trọng lợng tính toán của cọc BTCT nằm từ đế đài đến mũi cọc.
Phần cọc nằm dới mực nớc ngầm bị đẩy nổi.
đn= - n = 25 - 10 = 15 (KN/m3).
Pc = 1.1ì 0.3ì0.3ì(25ì3 + 15ì9) = 20.79 (kN).
Pttmax + Pc = 310.21 + 20.79 =331.0 (kN) < Px = 480.61 (kN).
Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực đợc lực nén lớn nhất.
Kiểm tra điều kiện chống nhổ:
Để thiên về an toàn, khi kiểm tra cọc chịu nhổ, ta bỏ qua trọng lợng bản thân cọc.
Pttmin=53.47 kN Pk=350.1 KN.
Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực đợc lực kéo lớn nhất.
4.5. Kiểm tra móng cọc theo điều kiện biến dạng:
4.5.1. Xác định kích thớc khối móng quy ớc:
Để tính độ lún của nền móng cọc ta tính độ lún của khối móng quy ớc có mặt
cắt abcd trên nền là lớp đất đặt mũi cọc nh với móng nông trên nền thiên nhiên. Nhờ
ma sát giữa diện tích xung quanh cọc và đất bao quanh nên tải trọng móng đợc
truyền lên diện tích lớn hơn xuất phát từ mép ngoài cọc biên tại đáy đài và nghiêng

góc: = tb so với phơng đứng.
4
tb =
=

II 2 .h2 + II 3 .h3 + II 4 .h4
h2 + h3 + h4

18 0 ì 2.7 + 30 0 ì 6.3 + 35 0 ì 2
= 27.96 0
2.7 + 6.3 + 2
tb 27.96 0
=

=
= 6.99 0
4
4

Chiều dài đáy khối móng quy ớc:
LM = 0.9 + 2 ì

0.3
+ 2 ì 11 ì tg 6.99 0 = 3.89 (m).
2

Chiều rộng đáy khối quy ớc:
BM = 0.9 + 2 ì

0.3
+ 2 ì 11 ì tg 6.99 0 = 3.89 (m).
2

Chiều cao khối móng quy ớc: HM = 12,7 (m).
4.5.2. Kiểm tra áp lực tại đáy khối móng quy ớc:
SVTH

lớp

Trang

8

Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

Trọng lợng của khối móng quy ớc trong phạm vi từ đế đài trở lên nh sau:
Ntc1 = LM.BM.h.tb = 3.89ì3.89ì1.7ì22 = 565.94 (kN).
Trọng lợng của khối móng quy ớc trong phạm vi từ đế đài trở xuống
Ntc2 =(3.89ì3.89 4ì0.3ì0.3)ì(2.7ì19.2 + 0.3ì19 + 6ì9.4 +2ì10.12) = 1906.33
(kN).
Trọng lợng cọc :
Ntcc = 4ì20.79 = 83.16 (kN).
Trọng lợng khối móng quy ớc:
Ntcm = N tc
= 83.16 + 565.94 + 1906.33 = 2555.43 (kN)
i
Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối quy ớc:
Ntc =

N
432.85
+ N mtc =
+ 2555.43 = 2916.14 (kN ).
1.2
1.2

Mômen tiêu chuẩn lấy với trọng tâm đáy khối quy ớc:

Mtcx = Mtcxo + Qtcxo ì12,7 =
Độ lệch tâm:
e=

169.034 93.11
+
ì 12,7 = 1126.27 ( kNm)
1.2
1.2

M tc 1126.27
=
= 0.386 (m).
N tc 2916.14

áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ớc:


tc
max min


N tc
6.e
2916.14 6 ì 0.386
=
=
ì 1
.1

LM ì BM LM 3.89 ì 3.89
3.89

tcmax = 307.45 (kPa).
tcmin =77.98 (kPa).
tctb = 192.72 (kPa).
áp lực tính toán của đất ở đáy khối quy ớc:
RM =

(

)

m1.m2
ì 1.1 ì A ì BM ì II +1.1 ì B ì H M ì II, + 3 ì D ì CII .
K tc

Trong đó:
+ Các giá trị m1, m2 tra bảng 3.1 tài liệu Hớng dẫn đồ án nền móng:
m1 = 1.4; m2 = 1.0.
+ Ktc = 1 do chỉ tiêu cơ lý của đất đợc lấy theo thí nghiệm trực tiếp đối với đất.
+ Với II = 350 tra bảng 3-2, A = 1.67; B = 7.69; D = 9.59.
II = đn = 10.12 (kN/m3).
II =

0.7 ì 6 + 3,7 ì 19.2 + 0.3 ì 19 + 6 ì 9.4 + 2 ì 10.12
(0.7 + 3.7 + 0.3 + 6 + 2)

= 12.41 (kN/m3).

CII = 35.
Vậy RM =

1.4 ì 1
ì (1.1 ì 1.67 ì 3.77 ì 10.12 + 1.1 ì 7.69 ì 12,7 ì 12.41 + 3 ì 9.59 ì 35) .
1

= 3374.32 (KPa).
Thoả mãn điều kiện: tcmax = 307.45 (kPa) 1.2ì RM = 4049,18 (kPa)
tbtc = 192.72 (kPa) RM = 3374.32 (kPa)
SVTH

lớp

Trang

9


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

Vậy ta có thể tính toán đợc độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng
tuyến tính. Trong trờng hợp này đất nền từ phạm vi đáy khối móng quy ớc trở xuống
có chiều dày lớn môđun biến dạng lớn, đáy khối móng quy ớc có diện tích bé nên ta

dùng mô hình nền là bán không gian biến dạng tuyến tính để tính toán. Giả thiết tại
thời điểm xây dựng đất nền đã cố kết hoàn toàn.
4.5.3. ứng suất bản thân tại đáy các lớp đất:
- Tại đáy lớp đất lấp: zbt=0.7 = 0.7ì16 = 11.2 (kPa).
- Tại đáy lớp cát pha dẻo: zbt=4.4 = 11.2 +3.7ì19.2 =82.24 (kPa).
- Tại mực nớc ngầm: zbt=4.7 = 82.24 + 0.3ì19 = 87.79 (kPa).
- Tại đáy lớp cát bụi chặt vừa : zbt=10.5 = 87.79 + 6ì9.4 = 144.34 (kPa).
- Tại đáy khối quy ớc: zbt=12.7 = 144.34 + 2ì 10.12 =164.58 (kPa).
4.5.4. Kiểm tra độ lún
Giá trị ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ớc.
bt
glz=0 = tctb - z =12.7 =192.72 164.58 = 28.14 (kPa).
Ta có: glz=0 = 28,14 kPa < 0.2ì bt = 0.2ì164.58 = 32.92 (KPa). Nên không phải
kiểm tra lún. Lấy độ lún tuyệt đối của móng, S = 0.
Tơng quan lún lệch tơng đối của móng sẽ đợc so sánh khi tính xong móng cột trục
còn lại.
4.6. Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc:
4.6.1. Chọn vật liệu làm đài móng:
- Bêtông móng mác 250 có: Rn = 110000 (KPa); Rk = 880 (KPa).
- Cốt thép CII có: Ra = 26.104 (KPa).
4.6.2. Kiểm tra chiều cao đài móng cọc:
Để đài cọc không bị chọc thủng thì đáy tháp trùm ra ngoài trục các cọc. Bằng
cách vẽ chính xác ta thấy điều kiện chọc thủng đợc đảm bảo.

G

8

Hình 4. Tháp chọc thủng đài cọc móng G8
Chiều cao đài cọc đã chọn: hđ = 0.8 m.

Chiều cao làm việc của đài cọc là:
h0 = hđ - 0.2 = 0.8 - 0.2 = 0.6 (m).
4.6.3. Tính toán cốt thép cho đài cọc:
SVTH

lớp

Trang

10


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

Đài móng tính nh một côngxon ngàm vào cột. Theo nguyên tắc lực và phản
lực tải trọng tác dụng lên côngxon đài móng chính là phản lực đầu cọc tác dụng lên
đài dới dạng lực tập trung.
Mômen uốn My gây ra trong các cọc những lực kéo, nén có giá trị khác nhau.

8
4

3

G

Hình 5. Tính toán thép đài cọc
* Đối với mặt ngàm I-I: MI = r1.(P1 + P4)
trong đó:
r1 = 0.15 (m).
P1 = P4 = Pttmax = 310.21 (kN).
MI = 0.15ì(310.21 + 310.21) = 93.06 (kNm).
Diện tích cốt thép chịu mômen MI:
FaI =

MI
93.06
=
= 6.63 ì 10 4 (m 2 )
0.9 ì h 0 ì Ra 0.9 ì 0.6 ì 26.10 4

FaI = 6.63 (cm2).
Cốt thép đợc chọn phải thỏa mãn các điều kiện hạn chế:
10 cm a 20 cm ; 10 mm.
Chọn 910 có Fa = 7.07 (cm2).
Khoảng cách giữa hai thanh cốt thép cạnh nhau:
a1 =

1400 2 ì (35 + 15)
=162,5 (mm). Chọn a1 = 162 mm.
9 1

Chiều dài mỗi thanh thép là:
l1 = 1.4 2ì(0.015 + 0.035) = 1.3 (m)

Cốt thép đặt dới.
* Đối với mặt ngàm II-II:
MII = r2ì(P1 + P2)
trong đó:
r2 = 0.3 (m)
P1 = 310.21 KN
P2 = Pmin = -53.47 KN
MII= 0.3ì(310.21 53.47) = 77.02 (KNm).
FaII =

SVTH

M II
77.02
=
= 5.63.10 4 (m 2 )
0.9 ì h' 0 ìRa 0.9 ì 0.585 ì 26.10 4
lớp

Trang

11


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

FaII = 5.63 (cm2).
Chọn 810 có Fa = 6.28 (cm2).
Khoảng cách giữa hai thanh cốt thép cạnh nhau:
a2 =

1400 2 ì (35 + 15)
=185.7 (mm). Chọn a2 = 186 mm.
8 1

Chiều dài mỗi thanh thép là:
l2 = 1.4 2ì(0.015 + 0.035) = 1.3 (m)
Trong đó, chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép a0 = 35 mm.
Cốt thép đặt lên trên.

8
4

3

G

Hình 6. Cốt thép cho móng G8

V. thiết kế Móng cột trục F8

Cột trục F8 là cột vuông, có kích thớc tiết diện 0.3x0.3m.
5.1. Xác định nội lực tính toán tại đỉnh móng
Theo kết quả tính toán, chân cột F8 (nút 3) có cặp tổ hợp I-14 có nội lực bất

lợi nhất:
M = 2035.5 KGm = 20.36 KNm.
Q = 1033.2.4 KG =10.33 KN.
N = 51212.7 KG = 512.13 KN.
Các thông số còn lại nh với móng cột trục G8, các bớc tính với từng công
thức tính toán và ý nghĩa các số hạng trong công thức cũng nh bảng tra các số hạng
đó đều nh khi tính với móng G8 nên ta chỉ đa ra kết quả tính toán cuối cùng mà
không giải thích chi tiết lại.
Chiều cao đài móng 0.8 m.
5.2. Xác định sức chịu tải của cọc đơn:
Sức chịu tải của cọc chỉ phụ thuộc vào bản thân cọc và địa chất đất nền do
vậy kết quả tính toán sức chịu tải của cọc đúng cho toàn bộ công trình.
P = PX = 480.61 (kN);
5.3. Xác định số lợng và bố trí cọc

SVTH

lớp

Trang

12


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

Để các cọc đợc coi là cọc đơn, bố trí các cọc trên mặt bằng với khoảng cách
bất kì giữa tim hai cọc 3d.
áp lực tính toán tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc:
P tt =

Px

( 3.d )

2

=

480.61

( 3 ì 0.3)

2

= 593.34 ( kN / m 2 ).

Diện tích sơ bộ của đế đài đợc tính theo công thức:
F=

512.13
= 0.93 m 2
593.34 22 ì 1.7 ì 1.1

Trọng lợng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài:
Nttsb = nìFđìhìtb = 1.1ì0.93ì1.7ì22 = 38.26 (kN).
Số lợng cọc sơ bộ đợc tính theo công thức:
nc =

N 0tt + N sbtt 512.13 + 38.26
=
=1.1
Px
480.61

Chọn nc = 2 cọc.
Bố trí cọc trong đài nh hình vẽ.

8

f

Hình 7. Bố trí cọc cho đài móng F8
Khoảng cách a từ tim cọc biên đến mép đài thoả mãn điều kiện:
ab = 25 cm > 0.7ìd = 0.7ì 30 = 21 (cm).
Khoảng cách giữa các tim cọc:
amin = 90 cm = 3ìd = 3 ì 30 = 90 (cm).
Kích thớc đài thực tế:
Fth = 0.5ì1.4 =0.7 (m2).
5.4. Kiểm tra cọc theo điều kiện cờng độ
Trọng lợng tính toán của đài và đất trên đài:
Nttđ = nìFthđìhìb = 1.1ì0.7ì1.7ì22 = 28.79 (kN).
Lực dọc tính toán thực tế tại đế đài:
N tt = 28.79 + 512.13 = 540.92 (kN).

Lực cắt tại chân cột gây mô men tính toán ứng với trọng tâm diện tích tiết
diện các cọc tại đế đài :
Mxtt = M + Q ì h = 20.36 + 10.33ì1.7 = 37.92 (kNm)
Móng chịu tải lệch tâm 1 phơng. Lực truyền xuống các cọc dãy biên:

SVTH

lớp

Trang

13


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

P

tt
max-min

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

tt
N tt M y .x max
= '

nc
xi2

Lực truyền xuống dãy cọc biên:
tt
Pmax
=

540.92 37.92 ì 0.45
+
= 312.59 (kN )
2
2 ì 0.45 2

Các cọc dãy biên trong vùng chịu ứng suất kéo do mômen và nén do lực dọc
có khả năng bị nhổ:
tt
Pmin
=

540.92 37.92 ì 0.45

= 228.33 (kN )
2
2 ì 0.45 2

Pttmin = 228.33 (kN) > 0 nên không cần kiểm tra điều kiện cọc chịu nhổ.
Kiểm tra lực truyền xuống cọc:
Pttmax + Pc Px.
tt

P max + Pc = 312.59 + 20.79 =333.38 (kN) < Px = 480.61 (kN).
Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực đợc lực nén lớn nhất.
5.5. Kiểm tra móng cọc theo điều kiện biến dạng:
5.5.1. Xác định kích thớc khối móng quy ớc:
Chiều dài đáy khối móng quy ớc:
LM = 0.9 + 2 ì

0.3
+ 2 ì 11 ì tg 6.99 0 = 3.89 (m).
2

Chiều rộng đáy khối quy ớc:
BM = 2 ì

0.3
+ 2 ì 11 ì tg 6.99 0 = 2.99 (m).
2

Chiều cao khối móng quy ớc: HM = 12,7 (m).
4.5.2. Kiểm tra áp lực tại đáy khối móng quy ớc:
Trọng lợng của khối móng quy ớc trong phạm vi từ đế đài trở lên nh sau:
Ntc1 = LM.BM.h.tb = 3.89ì2.99ì1.7ì22 = 435.0 (kN).
Trọng lợng của khối móng quy ớc trong phạm vi từ đế đài trở xuống
Ntc2 = (3.89ì2.99 4ì0.3ì0.3)ì(2.7ì19.2 + 0.3ì19 + 6ì9.4 +2ì10.12) = 1512,36
(kN).
Trọng lợng cọc :
Ntcc = 4ì20.79 = 83.16 (kN).
Trọng lợng khối móng quy ớc:
Ntcm = N tc
= 83.16 + 435.0 + 1512.36 = 2030.52 (kN)

i
Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối quy ớc:
Ntc =

N
512.13
+ N mtc =
+ 2030.52 = 2457.3 (kN ).
1.2
1.2

Mômen tiêu chuẩn lấy với trọng tâm đáy khối quy ớc:
Mtcx = Mtcxo + Qtcxo ì12.7 =
Độ lệch tâm:

20.36 10.33
+
ì 12.7 = 126.29 (kNm)
1.2
1.2

M tc 126.29
e = tc =
= 0.0514 ( m).
2457.3
N

áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ớc:

SVTH

lớp

Trang

14


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

tc
max
min =

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%


N tc
6.e
2457.3 6 ì 0.0514
=
ì 1
.1

LM ì BM LM 3.89 ì 2.99
3.89

tcmax = 276.42 (kPa).
tcmin = 146.11 (kPa).
tctb = 211.26 (kPa).
áp lực tính toán của đất ở đáy khối quy ớc: RM =3374.32 (KPa).
Thoả mãn điều kiện: tcmax = 276.42 (kPa) 1.2ì RM =4049,18 (kPa)
tbtc = 211.26 (kPa) RM = 3374.32 (kPa)
Vậy ta có thể tính toán đợc độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng
tuyến tính. Trong trờng hợp này đất nền từ phạm vi đáy khối móng quy ớc trở xuống
có chiều dày lớn môđun biến dạng lớn, đáy khối móng quy ớc có diện tích bé nên ta
dùng mô hình nền là bán không gian biến dạng tuyến tính để tính toán. Giả thiết tại
thời điểm xây dựng đất nền đã cố kết hoàn toàn.
5.5.3. Kiểm tra độ lún tuyệt đối
Tại đáy khối quy ớc ứng suất bản thân do các lớp đất gây ra là:
zbt=12.5 = 164.58 (kPa) - đã tính ở phần móng G8.
Giá trị ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ớc.
bt
glz=0 = tctb - z =20 = 211.26 164.58 = 46.68 (kPa).
Chia nền đất dới đáy khối móng quy ớc thành các lớp bằng nhau và có giá trị h i =
0.598 m thỏa mãn điều kiện hi BM / 4 = 2.99 / 4 = 0.7475 m
Giá trị ứng suất gây lún tại mỗi điểm bất kỳ ở độ sâu z i kể từ đáy khối móng
quy ớc đợc xác định theo công thức: gl
= K0i. gl
z
z= 0
i

Trong đó: K0i - hệ số phụ thuộc vào các tỷ số:

L

B

bảng.

M
M

=

2z i
3.89
= 1.3 và
đợc tra
2.99
BM

Kết quả tính toán các giá trị ứng suất gây lún và ứng suất bản thân đợc lập
thành bảng Excel nh sau:
Điểm
0
1
2
3

Độ sâu

2z i

(m)

BM

0
0.598
1.196
1.794

0
0.4
0.8
1.2

Koi
1
0.97
0.8535
0.667

gl
z

bt
z

(Kpa)

(KPa)

46.68
45.28

39.84
31.14

164.58
170.63
182.74
200.89

i

i

Bảng 5. Tính giới hạn nền móng G8
Giới hạn nền lấy đến điểm 3 ở độ sâu 1.794 m kể từ đáy khối quy ớc thoả
mãn điều kiện: gl = 31.14 (KPa) < 0.2ì bt = 0.2ì200.89 = 40.178 (KPa).
Độ lún của nền đợc tính toán nh sau:
S=
SVTH

oi gl
0.8 n gl
.

.
h
=
. zi ì hi

zi
i

31000 i =0
i = 0 E oi
n

lớp

Trang

15


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

S=

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

0.8 ì 0,598 46.68
31.14
+ 45.28 + 39.84 +
) = 0.0019 (m) = 0.19 (cm) < Sgh = 8
.(
31000
2
2

(cm).

1

11.2

2

82.24

MNN

87.79

3

bt

144.34

164.58
1
4

200.89

2
3

46.68

45.28
39.84
31.14

gl

Hình 9. Xác định giới hạn nền móng F8
5.5.4. Kiểm tra độ lún tơng đối
Độ lún của móng cột trục G8 là S = 0 cm.
Độ lún của móng cột trục F8 là S = 0,19 cm.
Khoảng cách giữa G8 và F8 là L = 720 cm.
S =

0.19 0
= 0.00026 < 0.001 .
720

Vậy điều kiện lún lệch tơng đối đợc đảm bảo.
5.6. Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc
5.6.2. Kiểm tra điều kiện chọc thủng đài móng cọc:
Để đài cọc không bị chọc thủng thì tốt nhất đáy tháp chọc thủng phải trùm ra
ngoài trục các cọc. Bằng cách đo vẽ chính xác ta thấy điều kiện chọc thủng đợc đảm
bảo.

SVTH

lớp

Trang

16


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

F

Hình 10. Tháp chọc thủng đài cọc F8
Chiều cao đài cọc đã chọn: hđ = 0.8 m.
Chiều cao làm việc của đài cọc là:
h0 = hđ - 0.1= 0.8 0.2 = 0.6 (m).
5.6.3. Tính toán cốt thép cho đài cọc:

8

f

* Đối với mặt ngàm I-I: MI = r1.P1
trong đó:
r1 = 0.3 (m).
P1 = Pttmax = 312.59 (kN).
MI = 0.3ì312.59 = 93.78 (kNm).
Diện tích cốt thép chịu mômen MI:
FaI =

MI
93.78
=
= 6.68 ì 10 4 (m 2 )
4
0.9 ì h 0 ì Ra 0.9 ì 0.6 ì 26.10

FI = 6.68 (cm2).
Cốt thép đợc chọn phải thỏa mãn các điều kiện hạn chế:
10 cm a 20 cm ; 10 mm.
Chọn 514 có Fa = 7.69 (cm2).
Khoảng cách giữa hai thanh cốt thép cạnh nhau:
SVTH

lớp

Trang

17


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

a1 =

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

500 2 ì (35 + 15)
=100 (mm). Chọn a1 = 100 mm.
5 1

Chiều dài mỗi thanh thép là:
l1 = 1.4 2ì(0.015 + 0.035) = 1.3 (m)
Cốt thép đặt dới.
* Đối với mặt ngàm II-II:
Lấy theo cấu tạo:
Chọn 810 có Fa =6.28 (cm2).
Khoảng cách giữa hai thanh cốt thép cạnh nhau:
a2 =

1400 2 ì (35 + 15)
=185.7 (mm). Chọn a2 = 186 mm.
8 1

Chiều dài mỗi thanh thép là:
l2 = 0.5 2ì(0.015 + 0.035) = 0.4 (m)
Trong đó, chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép a0 = 35 mm.
Cốt thép đặt lên trên do đây là phơng uốn phụ.

8

f

Hình10. Bố trí cốt thép cho móng F8.
* Ghi chú:

+ Khi bố trí cốt thép cho móng ta bố trí luôn cốt thép chờ để liên kết với cốt
thép cột.
+ Mỗi cọc có hai thép móc cẩu đờng kính 14 mm chôn sẵn trong cọc. Vị trí
thép móc cẩu thoả mãn giá trị tuyệt đối của mômen dơng lớn nhất tại giữa hai thép
và mômen âm tại vị trí đặt thép trong quá trình cẩu lắp có giá trị bằng nhau. Khoảng
cách này đợc tính sẵn có giá trị từ đầu cọc đến vị trí đặt thép móc cẩu là 0.207L.
Với L = chiều dài cọc. Cọc thiết kế nh cọc mẫu.
+ Cách bố trí thép cụ thể nh trong bản vẽ M 0.1. Móng G8 đợc sử dụng để
bố trí cho các móng của cột đỡ mái. Móng F8 đợc tính để bố trí cho các móng còn
lại.
SVTH

lớp

Trang

18


Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007
gvhd: THS.
đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

PHM TUN ANH

Phần móng: 15%

Hình 11. Cấu tạo cọc

Mục lục

Phần nền móng

IV. Thiết kế Móng m1 cột trục G8........................................................................................5

SVTH

lớp

Trang

19