BÀI tập lớn nền MÓNG THIẾT kế MÓNG cọc bệ THẤP

TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI MIỀN TRUNG

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC
Đánh giá điều kiện địa chất công trình, thuỷ văn khu vực xây
dựng:
- Theo Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình của khu vực xây
dựng ta thấy nền của khu vực xây dựng được cấu tạo bởi các lớp
chính sau.
+ Lớp 1: Sét, trạng thái dẻo chảy, IL=0.2 dày 2,4m.
+ Lớp 2: Sét pha, trạng thái dẻo cứng, IL=0.3dày 4,4m.
+ Lớp 3: Cát pha, trạng thái chặt, dày 4,6m.
+ Lớp 4: Cát bụi,trạng thái xốp, dày 2,1m,
+ Lớp 5: Cát hạt trung,chặt vừa,dày lớn.
+MNTN: 1,1m
+ Cao độ mặt xói lở: 48,1 m
TẢI TRỌNG VÀ KÍCH THƯỚC ĐÁY CÔNG TRÌNH BÊN
TRÊN(BXL).
BẢNG CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT
Chiề
γ
Tên
Trạn
STT
u dày
KN/m
lớp đất
g thái
(m)

3
Dẻo
1
Đất sét
2,4
chảy
18,2
Dẻo
2
Sét pha 4,4
cứng
18,2
3
Cát pha 4,6
Chặt
20,5
4
Cát bụi 2,1
Xốp
19
Cát hạt
Chặt
5
trung
Lớn
vừa
19,2

(0)

C
(Kpa
)

12

18

17
22
28

19
20
0

35

1

φo

1


TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI MIỀN TRUNG

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP

1. Xác định tải trọng tác dụng xuống móng.

Dựa vào bảng “TỔ HỢP NỘI LỰC".Khi tính toán với TTGH1
dùng tải trọng tính toán.
Do khi tính toán khung ta dùng tải trọng tính toán nên nội lực trong
khung là nội lực tính toán. Để xác định tổ hợp nội lực tiêu chuẩn ta
phải tính khung chịu tải trọng tiêu chuẩn, nhưng để đơn giản trong
tính toán nội lực tiêu chuẩn có thể lấy như sau:

(Trong đó: n(t)=1,2: là hệ số tĩnh tải và n(h)=1,4: là hệ số hoạt tải).
2. Chọn độ sâu đặt bệ cọc.
- Đối với móng cọc đài thấp: hm ≥ 0,75.hmin
Với:
Trong đó: +) φ: góc ma sát trong trung bình của 5 lớp đất
φ=φtb=22,80
+) H: Tổng lực xô ngang tác dụng lên đài.
+) γ: trọng lượng riêng trung bình của 5 lớp đất γtb= 19,02 KN/m3
+) a = 2,0 m: bề rộng của bệ theo phương vuông góc với phương của
lực xô ngang.

 0,75 hmin = 0,75 x 2,79 = 2,093 (m)
Vậy chọn hm = 3 (m) tính từ mặt nước thấp nhất.
3. Chọn bệ cọc:
L=10(m), b=4(m), h=2(m)
4. Chọn vật liệu, loại cọc, chiều dài, kích thước tiết diện, biện pháp thi
công:
a. Chọn vật liệu:
Bê tông :
+ Sử dụng bê tông M300.
+ Khối lượng riêng : ≥ 2500 kG/m3

2

TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI MIỀN TRUNG

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP

+ Cường độ chịu nén tính toán
: Rn = 130 kG/cm2
+ Cường độ chịu kéo tính toán
: Rk = 10 kG/cm2
+ Môđun đàn hồi
: E = 290.103 kG/cm2
Cốt thép :
- Thép AI: thép Ф < 10
+ Cường độ chịu nén, kéo tính toán : 2300 kG/cm2
+ Cường độ chịu cắt khi tính cốt ngang : 1800 kG/cm2
+ Mô đun đàn hồi
: 21.105 kG/cm2
- Thép AII: thép Ф ≥ 10
+ Cường độ chịu nén, kéo tính toán : 2800 kG/cm2
+ Cường độ chịu cắt khi tính cốt ngang : 2200 kG/cm2
+ Mô đun đàn hồi
: 21.105 kG/cm2
b. Sơ bộ chọn kích thước cọc:
- Tải trọng tác dụng xuống móng khá lớn, căn cứ vào điều kiện địa
chất công trình ở trên ta dùng loại cọc ma sát cắm vào lớp đất cát hạt
trung sâu 11,4 m
- Sử dụng cọc đúc sẵn bằng BTCT, tiết diện (35*35), Fcọc = 0,105 m2.
- Cốt thép cọc dùng 4Ф16, fa = 8,04cm2.
- Chọn chiều dài cọc Lcọc = 12 m.

- Cọc ngàm vào bệ cọc một đoạn = 100cm, phần đập vỡ đầu cọc dài
40cm.
5. Xác định sức chịu tải của cọc.
a. Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc:
PVL = φ.(Rb.Fb + Ra.Fa)
Trong đó:
φ : hệ số uốn dọc φ = 0,7;
Rb: Cường độ chịu nén của bê tông, Rb=130(kG/cm2);
Ra: Cường độ chịu nén của cốt thép, Ra=2800(kG/cm2);
Fa: Diện tích cốt thép, Fa=8,04(cm2);

3


TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI MIỀN TRUNG

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP

Fb: Diện tích tiết diện cọc, Fb=(35x35-8,04)=1216,96(cm2)=0.1216
(m2)
=> PVL = 0,7.(130.1216,96 + 2800.8,04) = 126501,76kG = 126,501T.
b. Sức chịu tải của cọc theo đất nền.

- Độ sâu trung bình của lớp một là:

l1

=1,1+1.9+0,5/2=3,25( m)
f1
KN / m 2

=> =49,25 (
)
l2
- Độ sâu trung bình lớp thứ 2 là: =1,1+2,4+4,4/2=5,7 (m).
f2
KN / m 2
=> =41,05 (
).
l3
- Độ sâu trung bình lớp thứ 3 là: =1,1+2,4+4,4+4,6/2=10,2 (m).
f3

=> =46,2 (

KN / m 2

).

4


TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI MIỀN TRUNG

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP

- Độ sâu trung bình của lớp thứ 4
=1,1+2,4+4,4+4,6+2,1/2=13,55(m)
f4
KN / m 2
=> =36,84 (

).
Độ
sâu
trung
bình
của
1,1+2,4+4,4+4,6+2,1+11,4/2=20,3 (m)
=>
R tc

f5

lớp

=79,42 (

thứ
KN / m 2

l4

là:

5

l5

là: =

).

KN / m 2

- Ta có:
=5100(
).(chiều sâu tại chân
L=1,1+2,4+4,4+4,6+2,1+11,4=26 m).
- Sức chịu tải của cọc là:
- Được xác định theo phương pháp thống kê theo công thức:

cọc

Trong đó:
K: là hệ số đồng nhất, k=0.7
m; hệ số điều kiện chịu lực, m=1
F : diện tích tiết diện ngang chân cọc.
u : chu vi tiết diện ngang cọc.
li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc.
fi : cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt
xung quanh cọc, tra theo bảng 2 – 20TCN 21-86.
: hệ số tra bảng, =1
R : cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc. Tra theo bảng 1–
20TCN21-86
=.>
Pcdn

=>
=0,7x1x((5100x0.1216
+1,4x1x(0,5*50,5+4,4x41,05+4,6x46,2+2,1x36,84+11,4x79,42 ))
5

TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI MIỀN TRUNG

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP

Pcdn

=>
=1807,6 KN =180,76 T
Ta có:
Pvl = 126,502T
Pđn = 180,76 T

(
=> Ptk = min

Pcvl
kvl

;

Pcdn
kd

)
==101,2016 T

kcvl

+
=1,25; .
6. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng.
a. Xác định số lượng cọc:
với β là hệ số gia tăng số cọc tải trọng lệch tâm gây ra.
là Tổng giá trị các tải trọng tác dụng lên đầu cọc.
Với
: khối lượng nước trên bệ.=> = 1x1x10x4 = 40 (T)
: khối lượng bệ. => = (10x4x2)x 2500 = 200000 Kg=200 (T).
=>
Vậy ta chọn số cọc là 40 cọc.
b. Bố trí cọc:
Bố trí cọc thỏa mãn các yêu cầu cấu tạo.

6


TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI MIỀN TRUNG

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP

7. Tính toán móng cọc theo trạng thái giới hạn thứ nhất: (về
cường độ và độ ổn định)
a. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: Dùng tổ hợp tải trọng tính
toán.
Trọng lượng tính toán của đài và đất đắp trên đài:
- Chọn hệ trục tạo độ như hình vẽ;
-Chuyển tổ hợp lực về trọng tâm đáy móng:










Vậy
So sánh
 Cọc không bị phá hoại.
c. Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới mũi cọc
** Xác định kích thước khối móng quy ước:
Hm

- Chiều sâu hố móng: =26 m. (tính từ MNTN)
- Xác định chiều rộng và chiều dài hố móng.

7


TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI MIỀN TRUNG

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP

( B là khoảng cách 2 mép cọc ngoài cùng theo chiều rộng của
móng).
(L là khoảng cách 2 mép cọc ở ngoài cùng theo chiều dài của
móng).

Với : là trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất trong phạm vi

chôn móng.
Là trọng lượng thể tích quy ước của các lớp đất trong hố móng.
* Chuyển tải trọng về khối móng quy ước:

+ Ứng suất dưới đáy móng:
Với:


+ Kiểm tra sức chịu tải của mũi cọc:

- Với
ước.

Rtt

: Sức chịu tải tính toán của đất nền tại đáy móng khối quy

R'
ước (

R'

: Cường độ tiêu chuẩn của đất nền tại đáy mống khối quy

=300KN/m2). Lớp cát hạt trung.

8


TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI MIỀN TRUNG

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP

k1 , k2

k1

k2

: Là hệ số tra bảng ( =0,1; =3).
b: Chiều rộng của móng( b=4m).
h: Chiều sâu chôn móng (h=28,1m)



Vậy sức chịu tải của đát nền được đảm bảo.

9