CHUONG 5 MONG COC CONG TRINH VA MOT SO LUU Y
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (418.93 KB, 32 trang )
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
CHƯƠNG V :
THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH
A. XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT:
I. GIỚI THIỆU :
1/Giới thiệu công trình:
Nhà ở biệt thự ,được xây dựng tại khu nhà ở Khang Điền, phường Phước Long B,
quận 9, TP Hồ Chí Minh.
2/Số liệu đòa chất công trình:
Khối lượng khảo sát gồm 2 hố khoan mỗi hố sâu 35.0m kí hiệu HK1 , HK2 . Tổng độ
sâu đã khoan là 70.m với 35 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò đòa tầng và thí
nghiệm xác đònh tính chất cơ lý của các lớp đất .
0
HK 2
HK 1
-0,7m
1
2
-2,3m
2
3
0,0m
-0,9m
-2,1m
3
-3,4m
4
1
-3,2m
5
4
6
-6,5m
7
-7,6m
8
-9,5m
9
10
11
12
5a
13
14
15
đất đắp
Sét
sét pha cát
lẫn sỏi sạn
leterit
sét pha
cát
Cát
MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
101
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
II. CẤU TẠO ĐỊA CHẤT :
1. Lớp đất số 1:
Trên mặt nền là lớp gạch xà bần và đất cát có bề dày HK1=0.9m, HK2=0.7m.
2. Lớp đất số 2:
Sét pha nhiều cát màu xám nhạt độ dẻo trung bình trạng thái mềm có bề dày tại
HK1=1.2, HK2=1.6 với các tính chất cơ lý đặc trưng sau :
- Độ ẩm
: W =
27.0%
- Dung trọng tự nhiên
: γw =
1.822 g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ’ =
0.899 g/cm3
- Lực dính đơn vò
: c =
0.076 kg/cm2
- Góc ma sát trong
: φ =
13o
3. Lớp đất số 3:
Sét pha cát lẫn sỏi sạn leterit màu nâu đỏ/ nâu vàng xám trắng có độ dẻo trung bình
trạng thái mềm có bề dày tại HK1=HK2=1.1m với các tính chất đặc trưng cơ lýýsau :
- Độ ẩm
: W =
22.0%
- Dung trọng tự nhiên
: γw =
1.936 g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ’ =
0.996 g/cm3
- Lực dính đơn vò
: c =
0.185 kg/cm2
- Góc ma sát trong
: φ =
16o30’
4. Lớp đất số 4:
Sét pha cát màu xám trắng vân nâu vàng nhạt đốm nâu đỏ có độ dẻo trung bình
trạng thái dẻo cứng có bề dày tại HK1=6.3m,HK2=4.2m với các tính chất cơ lý đặc
trưng sau:
- Độ ẩm
: W =
23.3%
- Dung trọng tự nhiên
: γw =
1.916 g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ’ =
0.974 g/cm3
- Sức chòu nén đơn
: Qu =
1.566 kg/cm2
- Lực dính đơn vò
: c =
0.197 kg/cm2
- Góc ma sát trong
: φ =
14o30’
5. Lớp đất số 5:
Cát mòn vừa lẫn bột và ít sỏi sạn nhỏ màu nâu vàng nhạt đến nâu đỏ nhạt vân
xám trắng trạng thái chặt gồm 2 lớp :
* Lớp5a:
Trạng thái chặt vừa có bề dày tại HK1 = 7.7m, HK2 = 9.8m .với các tính chất đặc
trưng cơ lý sau :
- Độ ẩm
: W =
25.5%
- Dung trọng tự nhiên
: γw =
1.880 g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ’ =
0.936 g/cm3
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
102
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
- Lực dính đơn vò
: c =
0.022 kg/cm2
- Góc ma sát trong
: φ =
27o15’
* Lớp5b:
Trạng thái chặt vừa có bề dày tại HK1=17.8, HK2=17.6m với các tính chất cơ lý
đặc trưng sau :
- Độ ẩm
: W =
21.7%
- Dung trọng tự nhiên
: γw =
1.933g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ’ =
0.992 g/cm3
- Lực dính đơn vò
: c =
0.029 kg/cm2
- Góc ma sát trong
: φ =
29o15’
Trong phạm vi khảo sát đòa tầng khu vực chấm dứt ở đây.
III. TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN :
Tại thời điểm khảo sát, mực nước ngầm ổn đònh được ghi nhận ở độ sâu tại HK2=
-1.3m, và ổn đònh ở độ sâu tại HK1= -1.4m, HK2= - 1.5m so với mặt đất hiện hữu .
IV. KẾT LUẬN :
• Lớp đất số 1: trên bề mặt là lớp đất đắp có bề dày tại HK1=0.9m, HK2=0.7m
• Lớp đất số 2: bên dưới lớp sét pha nhiều cát trắng trạng thái mềm là lớp đất tương
đối tốt.
• Lớp đất số 3: đến độ sâu 2,1m tại HK1 và 2,3m tại HK2 gặp lớp sét pha cát lẫn sỏi
sạn laterit trạng thái nửa dẻo đến nửa cứng là lớp đất tốt,sức chòu tải cao.
• Lớp đất số 4 ,5: kế tiếp là lớp sét pha cát trạng thái dẻo cứng (lớp 4) và lớp cát
trạng thái chặt vừa là lớp đất tốt( lớp 5b).
=> tùy vào tải trọng của công trình mà người thiết kế cần kết hợp với số liệu đòa
chất của từng hố khoan để tính toán,lựa chọn giải pháp cho an toàn và thích hợp.
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
103
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
B. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG:
I. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC MÓNG:
Từ bảng kết quả tổ hợp nội lực của khung trục,chọn ra các cặp nội lực dùng để
tính móng ,cách làm như sau:
Tính ứng suất tại chân cột dựa theo các cặp nội lực đã được tổ hợp ,từ đó chọn
ra các cặp nội lực cho ứng suất lớn nhất và dùng các cặp nội lực đó để tính cho
các móng.
σ max =
N max M x M y
+
+
F
Wx
Wy
F = b × h;
W=
b × h2
;
6
(daN/m2 );
(m2)
(m3) ;( Với cột : b =0,2 m, h = 0,25m)
KHUNG TRỤC 4
BỘ NỘI
LỰC
CỘT
TRỤC A
(0,20x0,25)
TH 1
TH 2
TH 3
Các cặp nội lực
Nmax ( daN)
Giá trò
σ(daN/m2)
-56464
1310080
Mxtư( daN.m)
978
Mytu( daN.m)
-81
Ntư ( daN)
-48129
Mxmax( daN.m)
-1311
Mytu( daN.m)
299
Ntư ( daN)
-50537
Mxtư( daN.m)
447
Mymax( daN.m)
-675
Qxmax ( daN)
1047
Qymax ( daN )
-2122
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
1388304
104
1239440
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CỘT
TRỤC A’
(0,20x0,25)
TH 1
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
-53054
Nmax ( daN )
Mxtư( daN.m)
434
Mytu( daN.m)
-44962
Ntư ( daN)
TH 2
Mxmax( daN.m)
-748
-45843
Ntư ( daN )
-473
Mxtư(daN.m)
1281072
Mymax(daN.m)
CỘT
TRỤC B
(0,20x0,25)
TH 1
Qxmax (daN)
953
-1529
Qymax (daN)
1843
Nmax (daN)
-45199
105
37206
Ntư (daN)
97
-37030
Ntư (daN)
TH 1
30
Mxtư(daN.m)
893152
Mymax(daN.m)
753
Qxmax (daN )
1009
Qymax (daN )
-1687
Nmax (daN)
-45798
1021920
-722
Mxtư(daN.m)
31
Mytu(daN.m)
TH 2
988896
928
Mxmax(daN.m)
Mytu(daN.m)
TH 3
772720
24
Mxtư(daN.m)
Mytu(daN.m)
TH 2
1573024
1475
Mytu( daN.m)
TH 3
1196384
-471
Ntư (daN)
-41868
CỘT
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
105
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
(0,20x0,25)
-875
Mxmax(daN.m)
27
Mytu(daN.m)
-39391
Ntư (daN)
TH 3
1016256
-199
Mxtư(daN.m)
Mymax(daN.m)
539
Qxmax ( daN )
-784
Qymax (daN)
986
913648
Căn cứ vào tải trọng tại các chân cột ta nhận thấy tải trọng do cột A, A’ và B, C là gần
như nhau cho nên ta lấy giá trò cột A’ để tính móng cho 4 cột. Tính toán và kiểm tra
thêm móng A-1, các móng còn lại tính toán tương tự.
Mxtt (Tm)
Móng 1
-1.475
Móng 2
-0.839
Myxtt (Tm)
0.748
0.814
tt
(T)
44.962
25.394
tt
x
(T)
1.529
1.816
Qytt (T)
-1.843
0.7
N
Q
N1
N2
M1
N3
M2
Q1
M3
Q2
Qy1
B
Mx2
My1
C
Mx3
My2
Qx2
x
3500
A'
Mx1
z
Q4
2400
A
M4
Q3
3900
Qx1
N4
My3
Qx3
Qy2
Qy3
y
Mx4
My4
Qx4
x
Qy4
II. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG, VẬT LIỆU VÀ KÍCH THƯỚC CỌC :
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
106
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
1/Chọn chiều sâu chôn móng :
Dựa trên cơ sở loại bỏ tải trọng ngang do cân bằng với áp lực đất bò động, ta
có:
ϕ
2 H tt
hm > 0,7.tg( 45 - ).
γ .B
2
o
Chọn:
•B=1m
• Htt = 2.843 T
• Lớp đất số 2: φ = 13o, γ = 1,9 (T/m3), γđn = 0,899 (T/m3)
⇒
hm
> 0,7.tg( 45o −
2.2,843
13o
).
= 1,4 (m)
0,899.1
2
=> vậy chọn chiều sâu chôn móng là 1,5m.
2/Chọn vật liệu và kích thước cọc :
Dựa vào sơ đồ đòa chất ta thấy,lớp đất số 4 là lớp đất tốt,nhưng có bề dày hơi
mỏng(HK 2=4,2m),nên ta chọn cọc cắm xuống lớp 5a cũng là lớp đất tốt.
- Chọn cọc 30 x 30 cm, chiều dài cọc chọn 12m => chiều dài tính toán là 11m
- Thép dọc chọn là 4φ14 CII
- Chọn đoạn cọc neo vào đài là 0.1m.
- Đáy đài cọc là lớp BT đá 1x2, dày 100.
- Đoạn thép neo vào đài cọc chọn là 0.4m.
- Phần đầu cọc vát nhọn: 1,5d = 0,45 chọn Lvc = 0.5m
- Diện tích cọc: Fc =30 . 30 = 900 cm2
- Dùng BT B20:
Cường độ chòu nén tính toán: Rb = 11.5 Mpa = 115 daN/cm2
Cường độ chòu kéo tính toán : Rbt = 0,9 Mpa = 9 daN/cm2
Modun đàn hồi
: Eb = 27 x 103 Mpa = 27 x 104 Mpa
- Thép dọc CII:
Cường độ chòu nén tính toán: Rs = Rsc = 280 Mpa = 2800 daN/cm2
Modun đàn hồi
: Eb = 2.1 x 106 daN/cm2
- Thép đai CI:
Cường độ chòu nén tính toán: Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 daN/cm2
Modun đàn hồi
: Eb = 2.1 x 106 daN/cm2
III. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC :
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
107
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
1/Sức chòu tải của cọc theo cường độ vật liệu :
p dụng công thức :
PVL = K . m (Rb .Ac + Rs . As)
Trong đó :
K : hệ số đồng nhất vật liệu làm cọc, lấy bằng K = 0,7
m : hệ số điều kiện làm việc lấy bằng m = 1
Ac : diện tích ngang của cọc Ac =900 cm2
Ra : cường độ tính toán của thép Ra =2800 daN /cm2
Fa : diện tích ngang của cốt thép trong cọc Fa =6,16 cm2
=> PVL = 0,7 . 1.(115 . 900 + 2800 . 6,16) = 84523 (daN) = 84,523 T
2/Sức chòu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền :
Sức chòu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí được tính :
Qa =
Qtc
K tc
Trong đó :
+ Ktc hệ số an toàn lấy bằng 1.4
+ Qtc = m (mR .qp . Ap + u∑ mf .ƒsi. li)
+ m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1
- mR ,mf : Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể
đến phương pháp hạ cọc (tra bảng 3.18 sách nền móng của thầy Châu Ngọc Ẩn)
=> mR = 1.1 ; mf =1 .
- qp : Cường độ chòu tải ở mũi của cọc (tra bảng 3.19 sách nền móng của thầy
Châu Ngọc Ẩn) => qp = 250 T/m2 (cát mòn trung lẫn bụi ở độ sâu 12,5m).
- Ap : Diện tích mũi cọc => Ap = (0,3 x 0,3) = 0,09 cm2
- u : Chu vi tiết diện ngang cọc = 4 x 0.3 = 1.2 m
- li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc ( mỗi lớp ≤ 2m).
• fsi : Cường độ chòu tải mặt bên của cọc (tra bảng 3.20 sách nền móng của thầy
Châu Ngọc Ẩn)
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
108
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
Lớp đất
2
(sét)
3
(sét lẫn sỏi
sạn leterit)
4
(sét pha cát)
5a
(Cát mòn )
∑
Độ dày (m)
Độ sệt
fsi (T/m2)
0,94
0,36
1,2
1,2
Độ sâu
Trung bình
1,5
1,1
1,1
2,65
0,34
3,25
1,5
1,6
1,6
1,6
1,2
1,3
6,3
3,95
5,5
7,1
8,7
10,1
11,35
0,35
3
3,55
3,7
3,9
4,6
4,7
2,5
/
mf.fsi.li = [ 1,2 . 0,36 + 1,1 . 3,25 + 1,5 . 3 + 1,6.(3,55 + 3,7 + 3,9)
+ 1,2 . 4,6 + 1,3 . 4,7] = 37,997 (T/m)
- Sức chòu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát :
Qtc = m (mR .qp. Ap + u∑ mf. ƒsi. li)
= 1.(1 . 250 . 0,09 + 1,2 . 37,997) = 68,1 (T)
- Sức chòu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí :
Qa =
Qtc 68,1
=
= 48,64(T )
K tc 1,4
Với : ktc = 1,4 là hệ số an toàn (lấy theo tải tính toán)
3/Sức chòu tải của cọc theo chỉ tiêu cườngù độ đất nền :
Sức chòu tải cực hạn của cọc :
QU = QS + QP = Asfs + ApQp
Trong đó :
- Qs : sức chòu tải do ma sát xung quanh cọc
- Qp : sức chòu tải do áp lực đất tác dụng lên mũi cọc
Sức chòu tải cho phép của cọc : Qa = QS / FSS + QP / FSP
Trong đó :
-Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên : FSS = 2
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
109
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
-Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc : FSP = 2,5
* Tính ma sát bên của cọc:
• QS = AS . fS = u .∑fSi..li
Với:
- u = 4 . 0,3 =1,2 m chu vi của cọc
- Ma sát tác dụng lên cọc :
fSi = σv’. tgϕ a.(1 – sinϕ)+ ca
Trong đó :
- (1 – sinϕ ) là hệ số áp lực ngang của đất
- σv’= ∑ γ i h i : là ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng
- ca: lực dính giữa thân cọc và đất
- ϕ a: góc ma sát giữa cọc và nền
Do cọc bêtông nên các thông số giữa cọc và đất nền : ϕ a = ϕ , ca = c
- Độ sâu z (m) lấy từ mặt đất tự nhiên .
- Dung trọng lớp đất đắp lớp 1 : γ = 1.8 T/m³ , h= 0,9m
- Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên : h = 1.5 m
Ta có :
Tại lớp đất 2 : ca = 0,76 T/m² , ϕ a = 13o,γ’ =0.899 T/m³, h3 = 1,2 m
σv’ = ∑ γi’.hi = 1.8 x 0,9 + 0,889 x 1,2
= 2,6868 (T/m²)
⇒ fS1= tg13o(1 – sin 13o) x 2,6868 + 0,76= 1,24 (T/m² )
Tại lớp đất 3 : ca = 1,85 T/m² , ϕ a = 16o30’,γ’ =0.996 T/m³, h3 = 1,1 m
σv’ = ∑ γi’.hi = 2,6868 + 0.996 x 1,1
= 3,7824 (T/m²)
⇒ fS1= tg16o30’(1 – sin 16o30’) x 3,7824 + 1,85= 2,65 (T/m² )
Tại lớp đất 4 : ca = 1.97 T/m² , ϕ a = 14o30’,γ’ =0.974 T/m³, h4 = 6,3 m
σv’ = ∑ γi’.hi = 3,7824 + 0.967 x 6,3
= 9,931 (T/m²)
⇒ fS1= tg14o30’(1 – sin 14o30’) x 9,931+1,97= 3,89 (T/m² )
Tại lớp đất 5a : ca = 0,22 T/m² , ϕ a = 27o15’, γ’ =0.936 T/m³, h5 = 2,5 m
σv’ = ∑ γi’.hi = 9,931 + 0.936 x 2,5 = 12,271(T/m²)
⇒ fS2 = tg 27o15’(1 – sin 27o15’) x 12,271 + 0.22= 3,426(T/m² )
⇒ QS = 1,2 . [ 1,24 . 1,2 + 2,65. 1,1 + 3,89 . 6,3 + 3,426 . 2,5 ] = 44,97( T )
* Sức chòu tải của đất tại mũi cọc:
• Qp = AP . qP
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
110
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
Ap = 0.09 m2
qP = c.Nc + σv’. Nq + γ’.d.Nγ
* σv’= ∑ γi’.zi = 12,271 (T)
* c = 0.22 T/m² , d = 0.3m
* ϕ = 27o15' , Tra bảng 1.23 tr 61 sách Nền Móng của thầy Châu Ngọc Ẩn
Nc = 13.25
→ Nq = 24.21
Nγ = 14.69
ta được :
⇒ qp = 0,22 .13,25 + 12,271. 24,21 + 0,936 . 0,3 . 14,69 = 304,12 (T/m²)
⇒ QP = 0.09 x 304,12 = 27,4 (T)
⇒
Sức chòu tải cực hạn : Qu = Qs + Qp = 44,97 + 27,4= 72,37 (T)
⇒
Sức chòu tải cho phép : Qa = 44,97 / 2 + 27,4 / 2,5 = 33,45 (T)
KẾT LUẬN : So sánh ba kết quả xác đònh sức chòu tải tính toán của cọc theo
điều kiện vật liệu và theo điều kiện đất nền, thì ta thấy sức chòu tải của cọc theo
điều kiện vật liệu lớn hơn sức chòu tải của cọc theo điều kiện đất nền, nên để
thiên về an toàn ta lấy trò số nhỏ hơn để tính toán, tức là lấy kết quả theo đất
nền .
Tóm lại , sức chòu tải cho phép của cọc :
Qa = Min ( QVL , Qa1 , Qa2 )
= min(84,523 ; 43,25 ; 33,45) = 33,45 (T)
Vậy ta dùng giá trò P = 33,45 T để thiết kế móng .
IV. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC :
1/Tính Móng M1 :
a/Tải trọng tác dụng:
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
111
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
Tải trọng tính toán :
Tải trọng tiêu chuẩn :
Ntt = 44.962
(T)
Ntc =
Mxtt = 1.475
(Tm)
Mxtc =
Mytt = 0.748
(Tm)
Mytc =
Qxtt = 1.529
(T)
Qxtc =
Qytt = 1.843
(T)
N tt
1.15
M tt
1.15
M tt
1.15
Q tt
1.15
Qytt =
≈ 39.1
(T)
≈ 1.283 (Tm)
≈ 0.65
(Tm)
= 1.33
(T)
Q tt
1.15
= 1.603 (T)
b/ Xác đònh kích thước đài cọc và số cọc :
-Ta chọn khoảng cách giữa các cọc và đài 3d thì áp lực tính toán do phản lực đầu
cọc tác dụng lên đế đài là :
Ptt =
Pdn
( 3d )
33,45
2
= ( 3x0,3) 2 = 41,296 (T/m2 )
- Chọn diện tích sơ bộ của đài cọc
Fđ =
44,926
N tt
2
= 41, 296 − 2.1,5.1,1 = 1,18cm
tt
P − γ tb .h.n
Trong đó :
50
1500
Ntt : Lực dọc tính toán
900
50
x
50
h : chiều sâu đặt đài
300
600
n :yHệ số vượt tải bằng 1,1
50
γtb :Trọng lượng riêng trung bình của đài cọc và đất trên đài γtb
3
= 2 (T/m
) M1 ( 1500X600 )
MÓNG
- Trọng lượng của đài và đất trên đài là :
Nđtt = n . Fđ . h . γtb = 1,1 . 1,18 . 1,5 . 2 = 3,89 ( T )
- Lực dọc tính toán tại đế đài là:
Ntt = Nott + Ndtt = 44.962 + 3,89 = 48.852 (T)
- Ước tính số lượng cọc :
nc = k .
N tt
48.85
= 1, 2.
= 1, 75
P
33, 45
với k = 1 – 1,5 chọn theo độ lớn của giá trò mômen
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
112
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
=> chọn 2 cọc bố trí như hình vẽ:
c . Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc :
-Diện tích thực của đế đài là :
Fđ = 1,5 . 0,6 = 0,9 (m2 )
Chọn hđ = 0,6 (m)
- Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài :
Nttđ = n . Fđ . h . γtb = 1,1 . 0,9 .1,5 . 2 = 2,277 (T )
Nmtt = Ntt + Nđtt= 44.962 + 2,277 = 47.239 (T )
- Moment tính toán xác đònh tại đáy đài là :
Mxtt =Mxtto + Q0ytt x hđ = 1.475 + 1.843. 0,6 = 2.58 (Tm )
Mytt =Mytto + Q0xtt x hđ = 0.748 + 1.529 . 0,6 = 1.665 (Tm )
⇒ Tải trọng lớn nhất tác dụng lên hàng cọc biên :
tt
max
tt
N m tt M y .xmax
M x . ymax tt 47, 239 2,58.0, 45
+
+
=
+
+ 0 = 26.487(T )
=
nc
2
2.0, 452
∑ xi 2
∑ yi 2
tt
min
tt
N m tt M y .xmax
M x . ymax tt 47, 239 2,58.0, 45
−
−
=
−
− 0 = 20.75(T )
=
nc
2
2.0, 452
∑ xi 2
∑ yi 2
P
P
- Trọng lượng tính toán của cọc :
Pc = 1,1 . 0,3 . 0,3 . 2,5 . 11 = 2,72 (T)
Ở đây : Pttmax = 26.487 + 2,72 = 29.207(T) < P,đ = 33,45 (T)
Như vậy thoả mãn điều kiện áp lực lớn nhất truyền xuống hàng cọc biên nhỏ hơn
sức chòu tải cho phép và Pmin > 0 nên không cần kiểm tra nhổ cọc.
d . Kiểm tra ổn đònh của khối móng quy ước dưới mũi cọc :
- Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc :
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
113
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
ϕ tb
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
∑ ϕ .l
=
∑h
tc
i i
i
=
130.1,2 + 16030.1,1 + 14030.6,3 + 27 015.2,5
= 17 0 24'
11,1
- Góc mở :
α=
ϕtb 17 0 24
=
= 4 0 21'
4
4
- Kích thước của khối móng quy ước :
+Bề rộng đáy móng khối quy ước :
Bqum = B + 2 . H . tgα = 0,3 + 2 .11 . tg(40 21’) = 1,97 ( m)
Lqum = L + 2 . H . tgα = 1,2 + 2 .11 . tg(40 21’) = 2,87 ( m)
+Diện tích đáy móng khối quy ước :
Fqum = 1,97 . 2,87 = 5,654( m2)
Trong đó :
B,L : khoảng cách xa nhất hai biên của hai cọc xa nhất
H : chiều dài cọc tiếp xúc với đất
c
d
H
Hm
h
- 1.500
a=f tb/4
- 12.00
a
b
Lm x Bm
-Trọng lượng của khối móng quy ước :
+ Thể tích đài và cọc :
Vđ = 0,6 . 0,6 .1,5 + 2. 0,09 .11 = 2,52 (m3 )
+ Thể tích trung bình của đất trong khối móng quy ước :
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
114
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
Vmtb = 5,656 . 12 – 2,52 = 65,352 (m3 )
+ Trọng lượng thể tích trung bình của đất trong khối móng quy ước :
γtb =
1.8 * 0,9 + 0.899 *1,2 + 0.996 *1,1 + 0.974 * 6,3 + 0.936 * 2,5
= 0.955(T / m 3 )
12
+ Trọng lượng của khối móng quy ước :
Qm = (Fqư – n.d2).γTB.hc + Vđ.γbt = Vmtb . γTB + Vđ.γbt
= 65,352. 0,955 + 2,52.2.5 = 68.71 (T)
+ Giá trò tiêu chuẩn lực dọc xác đònh tại đáy khối móng quy ước :
Ntc = N0tc + Qm = 39,09 + 68,71 =107,81 (T)
-Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên :
Q
67, 71
m
γtb = F qu .H = 5, 654.12 = 0,998 (T/m3)
m
m
- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước :
Rtc =
m1.m2
[ ( A.bm .γ dn + B.hm .γ tb ) + D.C ]
k
Trong đó :
k = 1 : vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối
với đất .
Tra bảng1.12 sách Nền Móng – GS.TS Châu Ngọc n được :
m1 = 1;m2 = 1
Có ϕ = 27015 tra bảng 3-2 được :
A = 0.97
B = 4.72
D = 7.1
Rtc =
1.1
( 0,97.1,97.0,974 + 4, 72.12.0,998 ) + 7,1.0, 22 = 55,5(T / m2 )
1
- Ứng suất trung bình thực tế dưới đáy khối móng quy ước :
σ tb =
N tc 0 + Qm 39, 09 + 67, 71
=
= 18,89(T / m2 ) < Rtc
Fm
5, 654
- Ứng suất lớn nhất ở mép khối móng quy ước :
+ Momen kháng uốn của khối móng quy ước :
W mx =
Lqu m .B 2 qu m 2,87.1,97 2
=
= 1,856(m3 )
6
6
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
115
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
W
m
y
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
B qu m .L2
=
6
qu
m
=
1,97.2,87 2
= 2,7(m3 )
6
tc
σ
tc
max
tc
M
N tc
Mx
= qu + m + my
F m W x W y
+ Momen tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước :
Mxtc =Mytco + Q0xtc . Hm = 0,65 + 1,33 .12 = 16.61 (Tm )
Mytc =Mxtco + Q0ytc . Hm = 1,283 + 1,603.12 = 20.52 (Tm )
107,81 16, 61 20, 52
tc
2
⇒ σ max = 5, 654 + 1,856 + 2, 7 = 35.62(T / m )
Vậy: σtcmax = 35.62 ( T/m2 )< 1,2 x Rtc = 1,2 .55,5 (T/m2)
Thoả mãn điều kiện về lực dưới đáy khối móng quy ước :
- Ứng suất nhỏ nhất :
tc
σ
tc
min
tc
M
N tc
M
= qu − mx − my
F m W x W y
tc
σ min
=
107,81 16, 61 20,52
−
−
= 2.519(T / m 2 ) > 0
5, 654 1,856
2, 7
=> Hoàn toàn thoả mãn các điều kiện
e . Kiểm tra lún của móng cọc :
• Cách 1:
- Ta p dụng phương pháp cộng lún từng lớp để xác đònh độ lún của móng cọc
- Áp lực gây lún dưới đáy khối móng quy ước :
σgl = σtb - γtb x hm = 19,07 – 0,92 . 12 = 8.03 (T/m2 )
- Áp lực bản thân dưới đáy khối móng quy ước :
σbt = 2.1,5 + 0,899.0,6 + 0,974.6,3 + 0,996.1,1+ 0,936.2,5
= 13,11 (T/m2)
Ta chia lớp đất dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng
Bm 1,97
=
= 0,495 (m)
4
4
Độ lún được coi là chấm dứt khi thoả mãn điều kiện : σbt > 10.σgl
Kết quả tính lún được thể hiện ở bản sau :
Trong đó :
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
116
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
- ko : hệ số phụ thuộc vào l/b và z/b được tra trong bảng 2.4 trang 113
sách Cơ Học Đất của tác giả Châu Ngọc Ẩn
Điểm
Độ sâu
Z(m)
Lm
Bm
Z
Bm
K0
σ zigl = K 0σ gl
σ bt = σ bt + γz i
(T/m2)
(T/m2)
0
0
0
1
8.03
13,11
1
0,495
0,25
0,943
7.5
13,57
2
0,99
0,5
0,774
6.22
14,04
3
1,485
0,75
0,583
4.68
14,5
4
1,98
1
0,426
3.42
14,96
5
2,475
1,25
0,322
2.59
15,42
6
2,97
1,5
0,246
1.98
15,89
7
3,465
1,75
0,192
1.54
16,35
1,457
P1i =
P2l = P1i +
1
* ( δ bti −1+δ bti ) ;
2
1
* ( δ zi −1 + δ zi )
2
Từ bảng tính các giá trò ứng suất trên, chỉ cần tính lún cho tới điểm 7 là đủ.
gl
( σ bt = 16,35*0.1= 1,635 (T/m2) > σ zi = 1,54 (T/m2))
Tổng độ lún:
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
117
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
n
n
ε − ε 2i
S = ∑ S i = ∑ 1i
i
i 1 + ε 1i
* hi
Bảng kết quả nén cố kết
(lấy trong thí nghiệm nén cố kết lớp đất tại độ sâu cọc trong hồ sơ đòa chất công
trình.Mẫu số 1-9 tại độ sâu 9,5 m-10 m)
P(Kg/cm2)
e
0 - 0,25
0.771
0.25 - 0,5
0.755
(
Lớp
hi ( m )
P1i T m 2
1
0,495
13,34
2
0,99
3
)
(
0.5 – 1
0.735
)
1–2
0.708
2–4
0.676
4–8
0.639
ε 1i
ε 2i
S i ( m)
21.105
0.721
0.706
0.004314352
13,805
20.665
0.72
0.708
0.006906977
1,485
14,27
19.72
0.7185
0.7112
0.006308118
4
1,98
14,73
18.42
0.7181
0.7126
0.006338397
5
2,475
15,19
18.195
0.7174
0.7139
0.005043962
6
2,97
15,665
17.95
0.7168
0.7142
0.004497903
7
3,465
16,12
17.88
0.7162
0.7149
0.002124694
∑S
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
P2i T m 2
i
=
0.0313m
118
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
• Cách 2:
p dụng công thức:
β
S=
E
.∑ ∆pi .hi
Theo tài liệu khảo sát đòa chất ta có:
β = 0,6
E = 29,184kg / cm 2 = 291,84T / m 2
;
=>
S=
0, 6.0, 495 ( 21,105 − 13,34 ) + ( 20, 665 − 13,805 ) + ( 19, 72 − 14, 27 ) +
.
291,84 + ( 18, 42 − 14, 73 ) + ( 18,195 − 15,19 ) + ( 17,95 − 15, 665 ) + ( 17,88 − 16,12 )
S = 0,0313m = 3,13 (cm)
c
d
1
2
h
- 1.500
MNN
Hm
3
H
SƠ ĐỒ TÍNH LÚN MÓNG M1
?=?tb/4
4
5a
- 12.00
13,11
8.03
a
13,57
14,04
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
6.22
14,5
4.68
14,96
3.42
15,42
b
7,5
2.59
15,89
1.98
16,35
1.54
119
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
Theo TCXD 45 – 78 có Sgh = 8 cm
Vậy S =0.0313m= 3,13 cm < Sgh = 8 cm .
Vậy thoả mãn điều kiện về tính lún.
f . Tính toán đài cọc :
• Kiểm tra xuyên thủng đài cọc:
-
chiều cao hđ = 0,6m đã chọn.
-
Chều cao làm việc của đài h0 = 0,6 – 0,15 = 0,45m
-
Do các dãy cọc nằm trong lăng thể chọc thủng của đài cọc nên không cần
kiểm tra điều kiện cột chọc thủng đài.
45°
h
- 1.500
900
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
120
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
- Cọc cũng có khả năng xuyên thủng đài với phản lực trên đài cọc, ta sẽ tính toán
với phản lực trên dầu cọc lớn nhất và trên chu vi xuyên thủng là 4(b c + ho)
Pcmax = 26.487 T
Pcxt=0.75(bcọc+h0)4*h0*Rbt
= 0.75*(0.3+0.45)*4*0.45*90
= 91.125(T)
Ta thấy Pcmax < Pcxt ⇒thỏa điều kiện xuyên thủng từ dưới lên.
→chiều cao đài móng đã chọn là hợp lí
• Tính cốt thép cho đài :
50
1500
50
x
50
900
600
y
50
350
MÓNG M1 ( 1500X600 )
Pmax
+ Thép theo phương cạnh dài :
Pmax
350
Với :
Pmax = 26.487
275
(T)
Tổng moment M = Pmax . 0,35
= 26.487 . 0,35 =9.27 (T.m)
Diện tích tiết diện cốt thép là :
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
121
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
M
9, 27.105
=
= 8.175cm 2
Fa1 =
0,9.h0 .Rs 0,9.45.2800
=> Chọn 4φ18 (As =10.18 cm2)
+ Thép theo phương cạnh ngắn :
Do theo Phương cạnh ngắn không có cọc nên ta bố trí cốt thép theo cấu tạo.
=> Chọn φ12a200
2/Tính Móng M2 :
a/Tải trọng tác dụng:
Tải trọng tính toán :
tt
N = 25.394
tt
x
M = 0.839
tt
y
M = 0.814
tt
x
Q = 1.816
Tải trọng tiêu chuẩn :
tc
(T)
N =
(Tm)
tc
x
M =
(Tm)
tc
y
M =
tc
x
(T)
tt
y
Q = 0.7
Q =
tt
y
(T)
Q =
N tt
1.15
M tt
1.15
M tt
1.15
Q tt
1.15
Q tt
1.15
≈ 22.08
(T)
≈ 0.73
(Tm)
≈ 0,708 (Tm)
= 1.579
= 0.609
(T)
(T)
b/ Xác đònh kích thước đài cọc và số cọc :
-Ta chọn khoảng cách giữa các cọc và đài 3d thì áp lực tính toán do phản lực đầu
cọc tác dụng lên đế đài là :
Ptt =
Pdn
( 3d )
33,45
2
= ( 3x0,3) 2 = 41,296 (T/m2 )
- Chọn diện tích sơ bộ của đài cọc
25,394
N tt
2
Fđ = tt
= 41, 296 − 2.1,5.1,1 = 0, 668m
P − γ tb .h.n
Trong đó :
Ntt : Lực dọc tính toán
h : chiều sâu đặt đài
n : Hệ số vượt tải bằng 1,1
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
122
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
γtb :Trọng lượng riêng trung bình của đài cọc và đất trên đài γtb
= 2 (T/m3 )
- Trọng lượng của đài và đất trên đài là :
Nđtt = n . Fđ . h . γtb = 1,1 . 0,668 . 1,5 . 2 = 2,204 ( T )
- Lực dọc tính toán tại đế đài là:
Ntt = Nott + Ndtt = 25,394 + 2,204 = 27,598 (T)
- Ước tính số lượng cọc :
nc = k .
N tt
27,598
= 1, 2.
= 0,99
P
33, 45
với k = 1 – 1,5 chọn theo độ lớn của giá trò mômen
=> chọn 1 cọc bố trí như hình vẽ:
600
50
600
300
200
50
50
50
250
MÓNG M2 ( 600X600 )
c . Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc :
-Diện tích thực của đế đài là :
Fđ = 0,6 . 0,6 = 0,36 (m2 )
Chọn hđ = 0,5 (m)
- Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài :
Nttđ = n . Fđ . h . γtb = 1,1 . 0,36 .1,5 . 2 = 1,188
Nmtt = Ntt + Nđtt
(T )
= 25,394 + 1,188 = 26,582 (T )
- Moment tính toán xác đònh tại đáy đài là :
Mxtt =Mxtto + Q0ytt x hđ = 0,839 +0,7.0,5 = 1,747 (Tm )
Mytt =Mytto + Q0xtt x hđ = 0,814 + 1,816 . 0,5 =1,164 (Tm )
⇒ Tải trọng lớn nhất tác dụng lên hàng cọc biên :
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
123
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
tt
max
tt
N m tt M y .xmax
M x . ymax tt 26,582
+
+
=
+ 0 + 0 = 26,582(T )
=
nc
1
∑ xi 2
∑ yi 2
tt
min
tt
N mtt M y .xmax
M x . ymax tt 29, 052
−
−
=
− 0 − 0 = 26,582(T )
=
2
2
nc
x
y
1
∑ i
∑ i
P
P
- Trọng lượng tính toán của cọc :
Pc = 1,1 . 0,3 . 0,3 . 2,5 . 11 = 2,72 (T)
Ở đây : Pttmax = 26,582 + 2,72 = 29,302 (T) < P,đ = 33,45 (T)
Như vậy thoả mãn điều kiện áp lực lớn nhất truyền xuống hàng cọc biên nhỏ hơn
sức chòu tải cho phép và Pmin > 0 nên không cần kiểm tra nhổ cọc.
d . Kiểm tra ổn đònh của khối móng quy ước dưới mũi cọc :
- Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc :
ϕtb = ∑
ϕ itc .li 130.1,2 + 16030.1,1 + 14030.6,3 + 27 015.2,5
=
= 17 0 24'
h
11
,
1
∑i
- Góc mở :
α=
ϕtb 17 0 24
=
= 4 0 21'
4
4
- Kích thước của khối móng quy ước :
+Bề rộng đáy móng khối quy ước :
Bqum = B + 2 . H . tgα = 0,3 + 2 .11 . tg(40 21’) = 1,97 ( m)
Lqum = L + 2 . H . tgα = 0,3 + 2 .11 . tg(40 21’) = 1,97 ( m)
+Diện tích đáy móng khối quy ước :
Fqum = 1,97 . 1,97 = 3,8809( m2)
Trong đó :
c
d
B,L : khoảng cách xa nhất hai biên của hai cọc xa nhất
h
350
H : chiều dài cọc tiếp xúc với đất
Hm
100
150
- 1.500
H
a=f tb/4
- 12.00
a
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
b
Lm x Bm
z
124
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
ĐỒ ÁN TỔNG HP
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC
-Trọng lượng của khối móng quy ước :
+ Thể tích đài và cọc :
Vđ = 0,5 . 0,6 .0,6 + 0,09 .11 = 1,17 (m3 )
+ Thể tích trung bình của đất trong khối móng quy ước :
Vmtb = 3,8809 . 12 – 1,17 = 45,4 (m3 )
+ Trọng lượng thể tích trung bình của đất trong khối móng quy ước :
γtb =
1.8 * 0,9 + 0.899 *1,2 + 0.996 *1,1 + 0.974 * 6,3 + 0.936 * 2,5
= 0.955(T / m 3 )
12
+ Trọng lượng của khối móng quy ước :
Qm = (Fqư – n.d2).γTB.hc + Vđ γ = Vmtb . γTB + Vđ γ
= 45,4. 0,955 + 1,17.2,5 = 46,282 (T)
+ Giá trò tiêu chuẩn lực dọc xác đònh tại đáy khối móng quy ước :
Ntc = N0tc + Qm = 22,08 + 46,282 =68,362 (T)
-Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên :
Q
46, 282
m
γtb = F qu .H = 3,8809.12 = 0, 994 (T/m3)
m
m
- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước :
Rtc =
m1.m2
[ ( A.bm .γ dn + B.hm .γ tb ) + D.C ]
k
Trong đó :
k = 1 : vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối
với đất .
Tra bảng1.12 sách Nền Móng – GS.TS Châu Ngọc n được :
m1 = 1;m2 = 1
Có ϕ = 27015 tra bảng 3-2 được :
A = 0.97
B = 4.72
D = 7.1
GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH
125
SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG
