Đồ án nền móng 11

I. TỔ HP TẢI TRỌNG
Công trình : Nhà công nghiệp
Cột : - Tiết diện cột : l
c
x b
c
= 80
cm
x 60
cm

- Cao trình cầu trục : 7,5
m

- Cao trình đỉnh cột : 9,5
m

Tải trọng :
Các lực tác dụng :
- Tónh tải tác dụng lên đỉnh cột : P
a
= 590 (KN)
- Hoạt tải gió tại đỉnh cột : P
g
= 32,8 (KN)
- Lực hãm cầu trục ngang : T
c1
= 5,4 (KN)

- Lực hãm cầu trục dọc : T
c2
= 3,8 (KN)
- Tải trọng cầu trục : P
c
= 525 (KN)
- Tải trọng bản thân cột G = 25.0,8.0,6.10.1,1
= 132(KN)



Tổ hợp
tt
N
0

(KN)
tt
x
Q
0

(KN)

tt
y
Q
0

(KN)

tt
x
M
0

(KNm)

tt
y
M
0

(KNm)

Tónh tải (TT) + hoạt tải gió (HT1) P
a
+P
c
+G

+P
g
1247 32,8 0 0 590,0
Tónh tải + hoạt tải cần trục (HT2) P
a
+P
c
+G+ T
c1

+ T
c2
1247 5,4 3,8 30,4 305,7
TT + 0,9(HT1 + HT2) P
a
+P
c
+G

+0,9(T
c1
+P
g
+T
c2
) 1247 34,4 3,4 27,4 596,6

Tổ hợp nguy hiểm nhất : Tổ hợp

3 là TT + 0,9(HT1 + HT2) vì :
+ Trường hợp 1 và 3 đều có
tt
y
M
0
lớn hơn trường hợp 2 rất nhiều
+ Trường hợp 3 có
tt
x
Q

0

tt
y
Q
0

tt
x
M
0

lớn hơn trường hợp 1 nhiều .
Tải trọng tính toán và tải tiêu chuẩn tại chân cột trong trường hợp 3 : n = 1,2

Tải trọng
0
N (KN)
x
Q
0

(KN)

y
Q
0

(KN)

x
M
0

(KNm)

y
M
0

(KNm)

Trò tính toán
1247 34,4 3,4 27,4 596,6
Trò tiêu chuẩn 1039,2 28,7 2,8 22,8 497,2

II. XỬ LÍ SỐ LIỆU.
Hm
Hd
600
P c
0 .0 m
+ 9 ,5 m
+ 7 , 5 m
G
P g
T c 2
T c 1
y
x

8 0 0

3
7 1,7
22,5 - - - 2,64 - -
6400 16
4
19
∞
14 - - - 2,63 - -
16000 30

A Lớp 1
- Chỉ số dẻo : A = W
nh
- W
d
= 38,8% - 25,9% = 12,9% > 7%, đất này là đất sét pha
- Độ sệt : B =
798,0
9,12
9,252,36
=
−
=
−
A
WW
d

0,75 < B < 1 , đất ở trạng thái dẻo sệt.
- Hệ số rỗng :

( )
( )
04,11
6,17
362,01.10.64,2
1
1
0
=−
+
=−
+∆
=
w
n
W
e
γ
γ

B Lớp 2
- Chỉ số dẻo : A = W
nh
- W
d
= 34,4% - 20,6% = 13,8%; 7%<A< 17%, đất này là đất sét
pha.

- Độ sệt : B =
27,1
8,13
6,201,38
=
−
=
−
A
WW
d

B >1 , đất ở trạng thái sệt
- Hệ số rỗng :

( )
( )
09,11
7,17
381,01.10.68,2
1
1
0
=−
+
=−
+∆
=
w
n

W
e
γ
γ

C Lớp 3
Thành phần hạt :
d
(mm)
> 2 2 - 1 1 - 0,5
0,5-
0,25
0,25-
0,1
0,1-
0,05
0,05-
0,01
0,01-
0,002
<0,002
0 2 18 28 32 10 5 5 0

- % hạt đường kính ≥ 0,1mm = 2 + 18 + 28 + 32 = 80% > 75%, đất là cát nhỏ
- Xuyên tiêu chuẩn N = 16 thuộc khoảng (10 , 29) , nên ở trạng thái chặt vừa.
Lớp đất 1 là đất cát chặt vừa.
- N ∈
[ ]
1029 ÷ ứng với e ∈
[ ]

7,055,0 ÷ , với N = 16 thì
e
o
= 65,0)1016(
1029
55,07,0
7,0 =−
−
−
−
- Dung trọng tự nhiên :

( )
6,19)225,01(
65,01
10.64,2
1
1
0
=+
+
=+
+
∆
= w
e
n
w
γ
γ

(KN/m
3
)
-Môđun biên dạng :
E = (KN/m
2
)
(mm)
> 10
5
5 - 2 2 -1 1-0,5
0,25
0,25-0,1 0,1-0,05
0,01
% 0 0 20 27 23 21 9 0 0

- % hạt đường kính ≥ 0,5mm = 20 + 27 + 23 = 70 % > 50%, đất là cát thô
- Xuyên tiêu chuẩn N = 30 thuộc khoảng (30 , 50) , nên ở trạng thái chặt
Lớp đất 1 là cát thô ở trạng thái chặt
- N
∈
[ ]
3050 ÷ ứng với e ∈
[ ]
55,0,0 ÷ , với N = 30 thì
e
0
= 0,55
- Dung trọng tự nhiên :

( )
34,19)14,01(
55,01
10.63,2
1
1
0
=+
+
=+
+
∆
= w
e
n
w
γ
γ
(KN/m
3
)
- Góc ma sát :
Trò số SPT N =30 ⇒
ϕ
= 40
o

- Modul biến dạng E ( đối với đất cát chọn
α
= 2)

E =
α
q
c
= 2.16000 = 32000
Mặt cắt đòa chất

1
2
3
4
6800 44001700
Đất sét pha dẻo sệt;
0
e
= 1,04
w
γ
= 17,6 KN/m
3
, W = 36,2%
c = 9 KN/m
2
;
ϕ
= 6
o
45’

Đất sét pha, trạng thái sệt
w
γ
= 17,7 KN/m
3
, w = 38,1 %

0
e
= 1,09

Cát nhỏ – chặt vừa
w
γ
= 19,6 KN/m
3
, w = 22,5%

0
e
= 0,65;
ϕ
= 36,5
o


Lớp đất 1 là đất sét pha dẻo sệt
ϕ
, c, qc , N đều rất nhỏ, lớp đất 2 thì tốt hơn nhưng
vẫn còn yếu, lớp đất 3 là cát nhỏ chặt vừa, là lớp đất tốt nhưng hơi mỏng, còn lớp 4 là cát
thô – chặt, là lớp đất rất tốt. Do đó ta có thể chọn 2 phương án móng :
- Phương án 1 : Đài cọc đặt trong lớp 1, cọc xuyên qua lớp 1,2 và đặt chân cọc trong
lớp 3, lúc này ta có thể chọn cọc dài 12m thì không phải nối cọc. Nhưng phương án này
vì cọc quá dài, sức chòu tải của cọc theo vật liệu nhỏ hơn sức chòu tải theo đất nền
nhiều dẫn đến lãng phí vì cọc sẽ bò phá hoại trước khi đất nền bò phá hoại. Chưa kể đến
việc sản xuất và chuyên chở cọc càng dài càng phức tạp nên phương án này chưa phải
là tối ưu

- Phương án 2
: Giống phương án 1 nhưng tăng thêm chiều dài cọc để xuyên qua hết
lớp đất 3 để mũi cọc đến lớp đất tốt là lớp sỏi sạn, chấp nhận nối cọc nhưng ít lãng phí hơn
và công tác chuyên chở, cẩu… đơn giản hơn.

IV. THIẾT KẾ
Thiết kế theo Phương án 2

1. Chiều sâu đài cọc
h
m
> 0,7
dp
BK
Q
γ

Q = Q
x
= 34,4 KN
K
p
= tg
2
)45
2
(
0
+
ϕ

= tg
2
)45
2
'456
(
0
0
+ = 1,27
γ
=
γ
w1
=17,6 KN/m
3

Giả thiết chiều rộng đài cọc b
đ
= 1,5m
h
m
> 0,7
5,1.27,1.6,17
4,34
= 0,7 m
Chọn h
m
= 1,1m, lớp bê tông dưới đế móng dày 0,1m, bê tông đá 4x6 mác 100

2. Chọn cọc.

Chọn cọc dài 8m tiết diện 300 x300, thép 4
φ
14 A
I
, BT#250, được hạ bằng búa Diesel
không khoan dẫn. Sau khi đóng cọc đập bể đầu cọc để chìa ra 0,5m thép neo vào đài
cọc, vì cọc chòu mômen lớn nên chôn cọc vào đài cọc 0,15m. Trên thân cọc có 2 móc
thép để móc thép trong quá trình vận chuyển cũng như thi công, 2 móc này đặt ở 2 đầu
cách mỗi đầu cọc 1 đọan ¼ chiều dài cọc

3. Xác đònh sức chòu tải của cọc.
a) Theo vật liệu làm cọc
4
φ
14 : F
a
= 6,15. 10
-4
m
2
- Khả năng chòu uốn của cọc:
a = 4 cm ⇒ h
0
= 0,3 – 0,04 = 0,26 m
α
=
0
bhR
FR
n

aa
=
0,2611000.0,3.
10 6,15..10.3,2
-45
= 0,165 < 0.58
A =
α
(1 – 0,5
α
) = 0,165(1 – 0,5. 0,165) = 0,151
γ
= 0,5(1 + A21− ) = 0,5(1 + 151,0.21 − ) = 0,9176
[ M ] =
γ
R
a
F
a
h
0
= 0,9176. 2,3.10
5
. 6,15. 10
-4

.0,26 = 33,74 (KNm)

- Kiểm tra chòu uốn khi cẩu lắp
q =

γ
F. k
d
= 25.0,09. 2 = 4,5 (KN/m)
M
A
= M
B
=
2
6,1.
2
q
=
2
2.5,4
2

= 9 (KNm) < [M]
M
C
=
8
5.
2
q
- M
A
=
8

4.5,4
2
- 9
= 0 (KNm)



- Khi dựng để đưa cọc vào vò trí móng:
M
B
=
2
.
2
lq
=
2
2.5,4
2
= 9 < [ M]
M
C
=
8
6.
2
q
-
2
1

M
B
=
8
6.5,4
2
-
2
1
.9
= 15,75 < [ M]
- Chòu kéo nếu cọc chòu nhổ
P
k
= R
a
F
a
= 230000.6,15.10
-4


= 141,45(KN)



b) Sức chòu tải trọng nén của cọc masát, theo kết quả thí nghiệm đất trong phòng

Q
q = 4,5
A BC
22
4

A
B
C
C
B
2
2
4