Đồ án nền móng công trình móng cọc

Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51

Lớp

Chơng I: Mở Đầu
Móng là một bộ không thể thiếu của các công trình xây
dựng, nó là bộ phận trung gian có tác dụng truyền tải trọng của
công trình xuống nền đất phía dới và đảm bảo cho công
trình ổn định và tồn tại lâu dài. Cho nên việc tính toán
móng sao cho phù hợp với sức chịu tải của nền là rất quan trọng
và không phải là việc dễ dàng. Cho nên trong chơng trình
đào tạo của trờng Đại học Mỏ - Địa chất đối với sinh viên ngành
Địa chất công trình, ngoài việc học trên lớp giáo trình Nền và
móng còn có đồ án môn học, nó giúp cho mỗi sinh viên :
+ Củng cố các kiến thức đã học và vận dụng nó vào những
công việc cụ thể.
+ Biết các bớc thực hiện việc thiết kế và kiểm tra móng.
+ Làm cơ sở giúp cho sinh viên hoàn thành tốt đồ án tốt
nghiệp sau này.
Với mục đích nh vậy, các thầy trong bộ môn Địa chất công
trình đã giao cho mỗi sinh viên một đề tài với những yêu cầu
và nhiệm vụ khác nhau. Trong đó đồ án của tôi có nội dung
nh sau:

Cơ học đất-Nền móng

Page 1


Lê xuân hùng

ĐCCT_ĐKT_K51

Lớp
P2tc

tc

P1
Bù n sét

Sét dẻ o cứng

Sét nửa cứng

Một mố cầu có kích thớc đáy mố 6x9 m, đặt trên nền đất
gồm3 lớp:
- Lớp 1: Bùn sét dày 4m, có độ sệt B=1,6;
w=1.54(T/m3) ; = 8032 ; c = 0,1 kG/cm2
- Lớp 2: Sét dẻo cứng dày 4m, có độ sệt B= 0,4;
w=1,98(T/m3) ; = 13002 ; c = 0,24 kG/cm2
- Lớp 3: Sét nửa cứng dày vô tận, có độ sệt B=0,2.
w=2,02(T/m3) ; = 12005 ; c = 0,54 kG/cm2
Tải trọng tác dụng bao gồm:
- Trọng lợng mố và đất trên mố P1tc =912 (T)
- Trọng lợng một nửa nhịp cầu tải trọng P2tc =172
- (T) tác dụng lệch tâm, cách trọng tâm của mố một
khoảng e = 0,5 m.
Các hệ số : a1-2=0,018 (cm2/kG) ; o=0,64

Cơ học đất-Nền móng

Page 2


Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51

Lớp

Chơng II: Thiết kế móng
2.1/Chọn phơng án móng
Do lớp trên cùng là lớp bùn sét yếu tơng đối dày, do đó không
thể sử dụng phơng án móng nông. Dới cùng là lớp sét nửa cứng
nên ta có thể bố trí móng cọc vào lớp đất này. Trong thời gian
làm việc của công trình, có thể do ảnh hởng của hoạt động
xói ngầm của dòng sông sẽ làm ảnh hởng đến chất lợng công
trình. Để hạn chế những ảnh hởng đó ta chọn chiều sâu đài
thích hợp,lựa chọn đài thấp.
Chọn chiều sâu đáy đài là h = 1,5 m , khi đó :
hmin = tg( 450 +
Vì

H = 0


)
2

H
.b

hmin = 0

Do đó điều kiện h 0,7. hmin luôn thoả mãn .
-

Chọn cọc có tiết diện 30x30
Kích thớc đài :9x11x1
Từ sổ tay thiết kế nền móng chọn số hiệu cọc C12-

30. Vậy chiều dài cọc là12m,cọc ngàm vào đài là 0,6m
Theo Quy phạm chiều dài các đoạn cọc,đợc nối vơí
nhau 1/3 chiều dài cọc, các mối nối không đợc nằm trên
cùng 1 mặt phẳng . Nh vậy ta bố trí các cọc so le nhau
(6m+6m), (5m+7m).
2.2/ Xác định sức chịu tải của cọc
Ta xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu và theo đất
nền
2.2.1/Xác định sức chịu tải theo đất nền
P = 0,7m (n 0,71 2 U

Cơ học đất-Nền móng

n

l +3 F
i =1

i i

R)

Page 3


Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51
Tra bảng ta có

Lớp
1

=1,

=1,

2

3

=0,6

U=(0,3+0,3).2=1,2(m)
F=0,3.0,3 =0,09(m2)
L1 =2,5(m) , B=1,6 > 0,6
L2 =4(m) , B=0,4 , Z=6(m)

1

=0

=3,05(T/m2)

2

L1 =4,9(m) , B=0,2 , Z=10,45(m)
Vì chiều sâu đặt cọc là 12,9 (m)

1

=6,56(T/m2)

tra bảng 3.5 ta có R

=530,6 (T/m2)
Vậy Pđn=0,7.1[1.1.1,2.(4.3,05+4,9.6,56)+0,6.0,09.530,6]=57,3
(T)
2.2.2/Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu.
Ta có :

Pvl = m (RbtFbt + RctFct)

=1,
Giả sử số lợng cọc tơng đối lớn ta chọn m =1
Bê tông Mác 300,tra bảng Rbt= 125(kG/cm2) = 1250(T/m2)
Chọn cốt thép CT5, tra bảng ta có : Rct=1800(KG/cm2)
=18000(T/m2)
Cọc cấu tạo bởi 4 thanh 16 nên diện tích cốt thép trong
cọc là
Fct= 4.3,14.(0,016)2/4=8,04.10-4(m2)
Fbt= 0,3.0,3 - 8,04.10-4= 0,089(m2)

Vậy Pvl =1.1.(1250.0,089+8,04.10-4.18000)= 125,7(T)
Ta thấy Pđn< Pvl nên ta lấy giá trị Pđn làm giá trị tính toán
2.2.3/ Tải trọng tác dụng
- Tải

trọng

thẳng

đứng:

tc

=P1tc+

P2tc

=

912+172=1084(T)
Cơ học đất-Nền móng

Page 4


Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51

Lớp

- Tải trọng tính toán :

tt

- Mô men tiêu chuẩn :

tc
tt

- Mô men tính toán:
-

tt

=

=1,2.1084 = 1300,8(T)

=P2tc.e =172.0,5=86(Tm)

=1,2.86=103,2(Tm)

+ G : Trong đó :G: là trọng lợng của đài và

đất trên đài


=1300,8+2,2.9.11.1=1518,6(T)

2.2.4/ Xác định số lợng cọc

n = .

N

P

tt

n:là hệ số kinh nghiệm kể đến tải trọng ngang và
mô men
(cọc)
Ta sẽ chọn 42 cọc cho dễ bố trí.
2.3/Bố trí cọc vào đài
Để bố trí cọc vào đài ta phải tính áp lực tác dụng xuống đáy
đài



max
min

N
=

tc

F

+G

M


tc

W

Trong đó :F: là diện tích đáy đài
W:là mô men chông uốn của đài cọc
W=




max

=

b.a 2 11 .9 2
=
= 148,5 (m3).
6
6

1084 + 217,8
86
+
= 13.7 (T/m2).

99
148,5



min

=

1084 + 217,8
86

= 12,57 (T/m2).
99
148,5

Cơ học đất-Nền móng

Page 5


Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51

Lớp

Ta thấy mức chênh lệch giữa tải trọng lớn nhất và nhỏ nhất là
không nhiều, do đó lực tác dụng lên mỗi cọc trong đài chênh
nhau không nhiều. Và để tiện cho việc thi công ta có thể bố
trí cọc đều thành 6 hàng và 7 cột nh hình vẽ.

2.4/ Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đỉnh cọc
Do hàng cọc ngoài cùng chịu lực lớn nhất nên ta chỉ cần kiểm
tra tải trọng tác dụng lên hàng cọc ngoài cùng:

P

max
min
0

=

Ta có x=4,2(m) , x2=12[(1,35)2+(2,7)2 +(4,05)2]=306,18(m2)
2.5/Kiểm tra tác dụng của tải trọng lên mũi cọc
Ta xác định theo công thức

Cơ học đất-Nền móng

Page 6


Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51

Lớp

Trong đó :M: Tổng momen tác dụng lên đáy móng khối quy ớc
Nd: Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy
móng khối quy ớc

Wqu:Mômen chống uốn đáy móng khối quy ớc
Fqu: Diện tích đáy móng khối quy ớc
Ta có : Fqu=(A+2ltg)(B+2ltg)
Trong đó :

là góc mở

L:chiều dài của cọc
A,B: là khoảng cách giữa 2 mép cọc ngoài cùng của
hàng cọc ngoài cùng trong đài
Ta có

,

A=7,3(m), B=10,1(m) Fqu=(7,1+2.11,4.tg

)(8,4+2.11,4.tg

Fqu=78,35(m2)Chọn Fqu=Fđ=99(m2),Wqu=Wđ=148,5(m3)
Nd=Ntc+Gqu=1084+2.99.12,9=3638,2(T)
T/m2)

Cơ học đất-Nền móng

Page 7


Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51

Lớp

(T/m2)


Trong đó :Rtc: áp lực tiêu chuẩn cho phép tác dụng lên đất dới
đáy móng khối quy ớc
(T/m3)

Từ hệ số

ta đợc các hệ số:A=0,23 ,B=1,94,D=4,42

Ta thấy

tm đk
tmđk

2.6/ Kiểm tra sức chống xuyên của cọc vào đài
Tiến hành kiểm tra cho hàng cọc chịu tải trọng tác dụng lớn
nhất
Ta có
Với bê tông Mác 300 thì cờng độ kháng nén của bt
Rn=1250(T/m2)

Vậy

Đài cọc không bị cọc xuyên thủng

Cơ học đất-Nền móng

Page 8


Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51

Lớp

Chơng III: Tính lún cho móng cọc
Ta tính lún tại tâm của móng với ứng suất tiếp xúc tại đáy
móng khối quy ớc
Ta có

Tính

áp

lực

gây

lún:

Tính toán độ lún của đất theo phơng pháp phân tầng lấy
tổng. Ta chia nền đất ra thành từng lớp có chiều dày h i=0,2b
và tính lún từng lớp theo công thức
Si= a0ihi
Và tính tổng độ lún theo công thức

Ta có
Kết quả tính lún đợc tính theo bảng sau:
Bảng tính lún theo phơng pháp phân tầng lấy tổng
Điểm zi
l/b
2z/b
ko
tính
1.
2.
3.
4.
5.

0
1,8
3,6
5,4
7,2

26,06
29,7
33,3
36,97
40,60

Cơ học đất-Nền móng

1.2
1,2

1,2
1,2
1,2

0
0,4
0,8
1,2
1,6

1
0,968
0,830
0,652
0,496

12,76
12,35
10,59
8,32
6,33

Page 9


Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51
Ta thấy tại điểm thứ 5 có

Lớp

nh vậy chiều dày vùng

hoạt động nén ép là 5,4(m).
Nh vậy tổng độ lún cuối cùng là:

Vậy biểu đồ ứng suất đợc biểu diễn nh hình vẽ:

Cơ học đất-Nền móng

Page 10


Lê xuân hùng
ĐCCT_ĐKT_K51

Lớp

Chơng IV: Kết luận
Trong

quá trình làm đồ án đợc sự hớng dẫn của thầy

Nguyễn Hồng đến nay em đã hoàn thành đồ án của mình.
Do thời gian có hạn và vốn kiến thức cộng với kinh nghiệm thực
tế của em còn nhiều hạn chế, nên đồ án không tránh khỏi
những sai sót, kính mong đợc sự đóng góp ý kiến của các
thầy,cô và bạn bè đồng nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội : Ngày
19/3/2010

Cơ học đất-Nền móng

Page 11