ĐỒ án môn học nền MÓNG số LIỆU đề 04, đại học CÔNG NGHỆ GTVT

ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

SỐ LIỆU ĐẦU BÀI
- Tải trọng tác dụng
Tải trọng\ Phương án

Đơn vị

3

V do tĩnh tải (DC)

KN

4500

V do hoạt tải (LL+IM)

KN

2800

H do hoạt tải (LL+IM)

KN

110

M do hoạt tải (LL+IM)

KN.M

500

Phương dọc(D), ngang (N) cầu

- Điều kiện thủy văn và chiều dài nhịp:
Đơn vị

2

Cao độ MNCN (EL5)

m

3.7

Cao độ MNTT (EL4)

m

0

Cao độ MNTN (EL3)

m

1.7

Cấp sông

m

Cao độ mặt đất thiên nhiên EL1

m

0

Cao độ mặt đất sau xói EL2

m

-2.3

Chiều dài nhịp tính toán

m

20.5

NGUYỄN MẠNH HÙNG

1


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

PHẦN 1
BÁO CÁO ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN CÔNG TRÌNH

1.1 Đặc điểm địa chất ,thủy văn khu vực xây dựng công trình:
1.1.1. Mô tả cấu tạo địa chất
Lớp 1:

NGUYỄN MẠNH HÙNG

2


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Lớp 1 cóký hiệu lớp 1, là lớp bụi tính dẻo cao, màu xám xanh, xám đen, rất mềm. Chiều dày của
lớp là 1.60m, cao độ mặt lớp là 0.80m, cao độ đáy lớp là –0.80m. Lớp đất có độ ẩm tự nhiên W =
94.10% .Lớp đất ở trạng thái cứng vừa đến cứng.
Lớp 2:
Lớp 2 có ký hiệu lớp 2a, là lớp sét pha cát, mầu xám nâu, xám xanh. Chiều dày của lớp là
10.10m, cao độ mặt lớp là -0.80m, cao độ đáy lớp là -10.90m. Lớp đất có độ ẩm tự nhiên W =
26.47% .Lớp đất ở trạng thái cứng vừa đến cứng.
Lớp 3:
Lớp 3 có ký hiệu lớp 3, là lớp cát sét, cát bụi, mầu xám vàng, xám trắng. Chiều dày của lớp là
63.30m, cao độ mặt lớp là -10.90m, cao độ đáy lớp là -74.20m. Lớp đất có độ âm tự nhiên W =

16.90%. Lớp đất ở trạnh thái chặt vừa đến chặt, bão hoà nước.
1.2.
Nhận xét và đề xuất phương án
+ Với các đặc điểm địa chất công trình tại đây, nên sử dụng giải pháp móng cọc ma sát bằng
BTCT cho công trình cầu và lấy lớp đất số 3 làm tầng tựa cọc.
+ Nên để cho cọc ngập sâu vào lớp đất số 3 để tận dụng khả năng chịu ma sát của cọc.

PHẦN 2
THIẾT KẾ KỸ THUẬT

NGUYỄN MẠNH HÙNG

3


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

2.1Bố trí chung công trình

NGUYỄN MẠNH HÙNG

4


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

bè t r Ýc h un g t r ô c Çu
d ä c c Çu

n g an g c Çu
800

170

150

450

60 80

60 80

+4.40(CDDT)
+3.70(MNCN)

150
25

185

520

25

25

185

120

Lí p 1
Bui tinh deo cao

25

+1.70(MNTN)
0.00 M ÐTN

170

+0.8(C§ HK)

170

-0.8

-2.5(CDDB)

200

200

-2.20(MDSX)

-4.5(C D D AB)
50

6X120=720

50

50

3X120=360

50

Lí p 2
SÐt gÇy

460

820

-10.9

28 cäc BTCT 450 X 450
L =24.00 m

Lí p 3
C¸t sÐt

P5

P6

P6

P11

P12

P13

P13

P15

P16

P17

P18

P19

P20

P20

P22

P23

P24

P25

P26

P27

P27

5@120=600
50

700

P4

P10

450

P3

P9

800

P2

P8

150 25

460

P1

50

3@ 120=360 50

25 150

-28.00

50

720

460

mÆt b»n g c ä c

mÆt b»ng t r ô

2.2. Chọn sơ bộ kích thước công trình
2.2.1. Chọn vật liệu
+ Bê tông có f'c = 30 Mpa, có γbt = 24 KN/m3

NGUYỄN MẠNH HÙNG

5


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

+ Thép ASTM A615 có fy = 420 Mpa
2.2.2. Kích thước và cao độ của bệ cọc
* Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT):
Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi mực nước giữa
MNCN và MNTN là tương đối cao. Xét cả điều kiện mỹ quân trên sông ta chọn các giá trị cao
độ như sau:
Cao độ đỉnh trụ chọn như sau: Max
Trong đó:
MNCN: Mực nước cao nhất, MNCN = 3.7 m
MNTT: Mực nước thông thuyền, MNTT = 0 m
Htt: Chiều cao thông thuyền, Htt = 0 m
=>CĐĐT = Max ( 4.7 0)-0.3=4.4 m
* Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB):
CĐĐB ≤ MNTN -0.5m = 1.70-0.5 = 1.2m
Ta thiết kế móng cọc đài thấp nên CĐĐB ≤ cao độ mặt đất sau xói
EL2= -2.30 m
= > Chọn CĐĐB = -2,5 m
* Cao độ đáy bệ (CĐĐAB):
CĐĐB ≤ MNTN -0.5m = 1.70-0.5 = 1.2m
Ta thiết kế móng cọc đài thấp nên CĐĐB ≤ cao độ mặt đất sau xói
EL2= -2.30 m

= > Chọn CĐĐB = -2,5 m
* Cao độ đáy bệ (CĐĐAB):
CĐĐAB = CĐĐB - Hb
Trong đó: Hb là chiều dầy bệ móng, chọn Hb = 2 m
= > CĐĐAB = -4,5 m
Vậy chọn các thông số thiết kế như sau:
Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = 4.4m

NGUYỄN MẠNH HÙNG

6


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = -2,5 m
Cao độ đáy bệ: CĐĐAB = -4.5m
Chiều dầy bệ móng Hb = 2m
Hình 2. Tổng hợp các thông số thết kế

H×nh chiÕu däc c©u

H×nh chiÕu ngang cÇu

25
150

120
170

25

+1.70 (MNTN)

a=?

b=?

b=?

Hb = 2

-2,50(C§§B)

-4,50 (C§§AB)

2.2.3. Kích thước cọc và cao độ mũi cọc.
Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là lớn, địa chất gồm có 3
lớp, lớp thứ 3 khá dày và không phải là tầng đá gốc, nên chọn giải pháp móng là móng cọc ma
sát BTCT, mũi cọc nằm ở lớp thứ 3.
Chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thước là: 0.45 x 0.45 m: được đóng vào lớp số 4là
lớp cát sét, cát bụi, mầu xám vàng, xám trắng, trạnh thái chặt vừa đến chặt, bão hoà nước.
Cao độ mũi cọc là: -28.0 m
Chiều dài của cọc (Lc) được xác định như sau: -28
Lc = CĐĐB – Hb – CĐMC = -2.5 – 2 – (-28) = 23,5 m
Trong đó:
CĐMC: là cao độ mũi cọc CĐMC = -28.0m

Kiểm tra: = = 52.22< 70 = > Thoả mãn yêu cầu về độ mảnh

NGUYỄN MẠNH HÙNG

7

Hb = 2

800

a=?

25

Htr=?

450

Htr=?

25
150

60 80

60 80

+4.4(C§§T)
+3.7(MNCN)

ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Tông chiều dài đúc cọc sẽ là: L = Lc + 0.5m = 23,5 + 0.5 = 24m
Cọc được tổ hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài cọc là:
24 m = 8m + 8m + 8m
2.3. Tính toán tải trọng
2.3.1. Tính trọng lượng bản thân trụ
Chiều cao thân trụ Htr:
Htr = CĐĐT – CĐĐB – CDMT
= 4.4 – (-2.5) – 1.3 = 5.60m
Trong đó:
CMT: là chiều dầy mũi trụ, CDMT = 1.3m
Thể tích toàn phần trụ Vtr ( không kể bệ cọc)
H×nh chiÕu däc c©u

H×nh chiÕu ngang cÇu

800

a=?

25

+1.70 (MNTN)

a=?

Hb = 2

-2,50(C§§B)

-4,50 (C§§AB)

Vtr = V1 + V2 + V3
= 37.95224m3
Trong đó:
V1: Là thể tích phần mũi trụ V1 = 17,51m3
V2: Là thể tích thân trụ V2 = 20.44224m3

NGUYỄN MẠNH HÙNG

120
170

25

8

b=?

b=?
Hb = 2

25
150

Htr=5.6

450

Htr=5
.6

25
150

60 80

60 80

+4.4(C§§T)
+3.7(MNCN)


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

2.3.3. Tổ hợp tải trọng đỉnh bệ
Bảng tổ hợp các loại tải trọng ( chưa có hệ số): Giả sử
Tải trọng
Đợn vị

TTGHSD

Not – Tĩnh tải thẳng đứng

KN

5410.85376

Noh – Hoạt tải thẳng đứng

KN

2800

Hoh – Hoạt tải nằm ngang

KN

110

Moh – Hoạt tải momen

KN.m

1116

Trọng lượng riêng của bê tông = 24 KN/m3
Hệ số tải trọng
Hoạt tải nh = 1.75
Tĩnh tải nt = 1.25
Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu ở TTGHSD tại đỉnh bệ:
Tải trọng
Đơn vị

TTGHSD
Nsd1

KN

8210.85376

Hsd1

KN

110

Msd1

KN.m

1116

Trong đó Qsd1 = 1.Qot + 1.Qoh
Tổ hợp tải trong theo phương ngang cầu ở TTGHCD tại đỉnh bệ
Tải trọng
Đơn vị
TTGHCD
Ncd1

KN

11663.5672

Hcd1

KN

192.5

Mcd1

KN.m

1732

Tải trọng

Đơn vị

TTGHSD

TTGHCĐ

Tải trọng thẳng đứng

KN

8210.85376

11663.57

Trong đó: Qcd1 = nt.Qot+nh.Qoh
Tổ hơp tải trọng tại đỉnh bệ:

NGUYỄN MẠNH HÙNG

9


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Tải trọng ngang

KN

110

192.5

Momen

KN.m

1116

1732

2.4. Xác định sức kháng của cọc
2.4.1. Sức kháng của cọc theo vật liệu PR
* Bố trí cốt thép trong cọc :

+ Cốt chủ : Chọn 822, bố trí xuyên suốt chiều dài cọc.
+ Cốt đai : Chọn thép 8

Hình 4 Mặt cắt ngang cọc BTC
+ Cọc bê tông cốt thép, tiết diện của cọc hình vuông 0.45x0.45m
+ Bê tông có f’c = 30 Mpa
+ Thép ASTM A 615 có fy = 420 Mpa
Bô trí cốt thép trong cọc:
Cốt chủ: chọn thép d18, số lượng thanh là: 8 thanh

NGUYỄN MẠNH HÙNG

10


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Cốt đai: chọn thép d8
Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu:
PR = φ.Pn = φ x 0.8 x{0.85 x f'c x (Ag - Ast) + fy x Ast}
Trong đó:
φ: Hệ số sức kháng của bê tông, φ= 0.75
f’c: Cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (Mpa)
fy: Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (Mpa)
Ag: Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, Ag = 202500mm2
Ast: Diện tích cốt thép Ast = 2035mm2
Vậy: PR = 18586118.22 N = 1859 KN

2.4.2. Sức kháng của cọc theo đất nền QR
QR=φqp.Qp+φqs.Qs
Trongđó:
Qp: Sức kháng mũi cọc (N)
Qs: Sức kháng thân cọc (N)
φqp: hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định dùng cho các phương pháp tách
rời sức khángcủa cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc.
+ Đối với đất dính φqp= 0.70 = 0.56
+ Đối với đất cát theo phương pháp SPT: φqp= 0.45λv = 0.36
φqs: hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc dùng cho các phương pháp tách rời sức
kháng của cọc dosức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc.
+ Đối với đất dính tính theo phương pháp α:φ = 0.70 = 0.56
+ Đối với đất cát theo phương pháp SPT: φqs = 0.45λv = 0.36
a. Sức kháng thân cọc Qs
Qs = qs.As
Trong đó:

NGUYỄN MẠNH HÙNG

11


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

As: là diện tích bề mặt thân cọc (mm2)
Do thân cọc ngàm vào trong 4 lớp đất, lớp đất thứ nhất và lớp đât thứ 3 là đất dính, lớp đất thứ 2
và lớp đất thứ 4 là đất rời nên ta sử dụng phương pháp để tính Qs đối với đất dính và phương

pháp ước tính sức kháng của cọc dựa trên thí nghiệm hiện trường sử dụng kết quả thí nghiệm
SPT để xác định Qs với lớp đất rời.
Theo phương pháp , sức kháng đơn vị thân cọc Qs như sau:
Q s = Su
Trong đó: nếu không có thí nghiệm nén nở hông cát không thoát nước không cố kết UU
Su: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (Mpa)
Su = Cu =qu/2
a : Hệ số kết dính phụ thuộc vào Su và tỷ số Db/D và hệ số dính được tra bảng theo tiêu
chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05
Đồng thời ta cũng tham khảo công thức xác định của API như sau


Nếu Su ≤ 25 KPa => α = 1.0
Nếu 25KPa ≤ Su ≤ 75 KPa =>
Nếu Su ≥ 75 Kpa => α = 0.5
* Theo phương pháp ước tính sức kháng của cọc dựa trên thí nghiệm hiện trường sử dụng kết
quả SPT xácđịnh Qs như sau:
Đối với cọc đóng dịch chuyển:
qs: ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (Mpa)
N: số đếm búa SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân (Búa/300mm)
- Với lớp 1 là bụi tính dẻo cao, mà cao độ đáy mong đi qua lớp này lên ta không xét đến.
- Với lớp 2 là đất sét, ta có:
Su= 31 KPa = 0,031 Mpa
=> α = 0.94
- Với lớp 2 là đất cát, ta có:
Số đếm búa SPT trung bình dọc theo thân búa của lớp 2 là:
(Búa/300mm)
Kết quả Qs được lập thành bảng như sau:

NGUYỄN MẠNH HÙNG

12


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG
Tên lớp

Chiều
dầy
(mm)
5600

Chu vi
U
(mm)
1800

Lớp 1
(dính)
Lớp 2
16300
1800
(cát)
b. Sức kháng mũi cọc Qp

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Diện tích As
(mm2)

Hệ
số

Su
(Kpa)

qs
(Mpa)

Qs=qsAs (N)

10080000

0,94

0,031

0,029

293731.2

0.24

730830

29340000

13.11

Qp= qp.Ap
Trong đó:
Ap: diện tích mũi cọc (mm2)
Qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
* Đối với đất dính: qp= 9 Su
Với: Su= cường độ kháng cắt không thoát nước của sét gần chân cọc (MPa)
* Đối với đất rời:
qp=
Với: N
Trong đó:
Ncorr: Số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ, σ'v (Búa/300mm)
N: số đếm SPT đo được (Búa/300mm)
σ'v: Ứng suất hữu hiệu thẳng đứng TAI MUI COC (Tinh tu tren Mat dat tu nhien --> mui coc)
D: Chiều rộng hay đường kính cọc (mm)
Db: Chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm)
ql: sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0.4Ncorr cho cát va 0.3Ncorr cho bùn không dẻo (Mpa)
Do mũi cọc nằm trong lớp 4là lớp đất rời nên ta có kết quả tính Qp như trong bảng sau:

NGUYỄN MẠNH HÙNG

13


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG
N
(búa/300mm
)

(Mpa

)

15

0.26

D
(mm)

450

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Db
(mm)

Ncorr
(búa/300mm
)

1630
0

10.02

(Mpa)

Ap
(mm2)

4.01

202500

Qp
(N)

(Mpa
)
4.01

812025

Vậy sức kháng tính toán của cọc theo đất nền là:
QR = φqp.Qp + φqs.Qs = 0,56*293731.2 + 0,36*730830 + 0,36*812025
=

719917.2936 (N) = 719 (KN)

=> Sức kháng dọc trục của cọc đơn Ptt:
Ptt = Min (PR : QR) = 719 (KN)
2.5. Chọn số lượng và bố trí cọc
2.5.1. Tính toán số lượng cọc
Số lượng cọc N được xác định như sau: n
Trong đó:
N: Tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐ (KN); N = 11663.57
Ptt: Sức kháng dọc trục của cọc đơn (KN); Ptt = 719
n16.22
Với trụ ta thường lấy giá trị : n1,5
Với mố ta lấy n

Chọn n = 28 cọc
2.5.2. Bố trí cọc chọn kích thước bệ móng
a) Bố trí cọc trên mặt bằng
Tiêu chuẩn 22TCN 272-05 quy định:
Khoảng cách từ mặt bên của bất kì cọc nào tới mép gần nhất của móng phải lớn hơn
225mm.

NGUYỄN MẠNH HÙNG

14


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Khoảng cách tim đến tim các cọc không được nhỏ hơn 750mm hoặc 2.5 lần đường kính
hay bề rộng cọc, chọn giá trị nào lớn hơn
Với n= 28 cọc được bố trí theo dạng lưới ô vuông trên mặt bằng và được bố trí thẳng đứng trên
mặt đứng, với các
thông số :
+ Số hàng cọc theo phương dọc cầu là: 4 hàng
Khoảng cách tim các hàng cọc theo phương dọc cầu là: 900mm 3d -->6d
+Số hàng cọc theo phương ngang cầu là 7hàng 3d 4.5d
Khoảng cách tim các hàng cọc theo phương ngang cầu là: 900mm 4d
+ Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phương dọc cầu và ngang cầu là:
500mm

p2

p3

p4

p5

p6

p7

p8

p9

p10

p11

p12

p13

p14

p15

p16

p17

p18

p19

p20

p21

p22

p23

p24

p25

p26

p27

p28

50

6X120=720
Hình 5. Mặt bằng cọc (cm).

Với 28 cọc, ta bố trí như trên hình vẽ
Các kích thước của bệ là: 8200 x 4600 mm

Thể tích của bệ là: Vb =75.44 m3
2.5.3. Tổ hợp tải trọng tại tâm đáy bệ cọc

NGUYỄN MẠNH HÙNG

15

50

460

p1

50

3X120=360

50

820


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

- Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng:
Tải trọng

Đơn vị
KN
KN
KN.m

TTGHSD
9281.34736
110

- Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn cường độ:
Tải trọng

Đơn vị

TTGHCD

Ncd

KN

13001.6842

Hcd

KN

192.5

Mcd

KN.m

2117

-Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ được tổng hợp theo bảng sau:
Tải trọng

Đơn vị

TTGHSD

TTGHCD

Tải trọng thẳng đứng

KN

9281.34736

13001.68

Tải trọng ngang

KN

110

192.5

Momen

KN.m

2117

2.6. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ
2.6.1. Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn
a. Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc
Trường hợp tất cả các cọc đều thẳng đứng, tải trọng tác dụng lên đầu cọc được xác định theo
công thức sau:
= +(KN)
Dọc cầu Mx : My =0

Ngang cầu My: Mx=0

Trong đó:
n: là số lượng cọc trong móng.
N: là tổng tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐ ở đáy bệ (KN)

NGUYỄN MẠNH HÙNG

16


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

50

P1

P2

P3

P4

P5

P6

3x120=360

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P15

P16

P17

P18

P19

P20

P22

P23

P24

P25

P26

P27

50

460

Mx, My: momen của tải trọng ngoài ở TTGHCĐ lấy đối với trục Ox và Oy ở đáy đài (KNm)

50

6x120=720

50

820

Tải trọng tác dụng lên các cọc được tính theo bảng sau:

tên
cọc
1

n

N (KN)
13001.684

Mx (KN.m)
dọc cầu
2117

My (KN.m) ngang
cầu
0

Xi
(m)
-2.7

Yi
(m)

1.35

Ni
(KN)
566

28

2

28

13001.684

2117

0

-1.8

1.35

566

3

28

13001.684

2117

0

-0.9

1.35

566

4

28

13001.684

2117

0

0

1.35

566

5

28

13001.684

2117

0

0.9

1.35

566

NGUYỄN MẠNH HÙNG

17


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

6

28

13001.684

2117

0

1.8

1.35

566

7

28

13001.684

2117

0

2.7

1.35

566

8

28

13001.684

2117

0

-2.7

0.45

498

9

28

13001.684

2117

0

-1.8

0.45

498

10

28

13001.684

2117

0

-0.9

0.45

498

11

28

13001.684

2117

0

0

0.45

498

12

28

13001.684

2117

0

0.9

0.45

498

13

28

13001.684

2117

0

1.8

0.45

498

14

28

13001.684

2117

0

2.7

0.45

498

15

28

13001.684

2117

0

-2.7

-0.45

431

16

28

13001.684

2117

0

-1.8

-0.45

431

17

28

13001.684

2117

0

-0.9

-0.45

431

18

28

13001.684

2117

0

0

-0.45

431

19

28

13001.684

2117

0

0.9

-0.45

431

20

28

13001.684

2117

0

1.8

-0.45

431

21

28

13001.684

2117

0

2.7

-0.45

431

22

28

13001.684

2117

0

-2.7

-1.35

363

23

28

13001.684

2117

0

-1.8

-1.35

363

24

28

13001.684

2117

0

-0.9

-1.35

363

25

28

13001.684

2117

0

0

-1.35

363

26

28

13001.684

2117

0

0.9

-1.35

363

27

28

13001.684

2117

0

1.8

-1.35

363

28

28

13001.684

2117

0

2.7

-1.35

363

90.7

28.2

Vậy NMax=566
Nmin=363
b. Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn
Công thức kiểm toán: Nmax + ΔN ≤ Ptt
Trong đó:

NGUYỄN MẠNH HÙNG

18


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Nmax: Nội lực lớn nhất tác dụng lên đầu cọc (lực dọc trục).
ΔN : Trọng lượng bản thân cọc (KN)
Ptt : Sức kháng dọc trục của cọc đơn (KN).
Ta có: Ptt =719 KN
ΔN= Lc..= 85,05 (KN)
Vậy: Nmax + ΔN = 566+ 85,05 = 651.05< Ptt
=> Đạt
2.6.2. Kiểm toán sức kháng dọc của nhóm
Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm:
VcQR= g.Qg

Trong đó:
Vc: Tổng lực gây nén nhóm cọc đã nhân hệ số. Vc = 13001.684 (KN)
QR: Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc.
φg: Hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc
Qg: Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc .
Do cọc ngàm qua lớp đất rời nên Qg = Q1
Với Q1: Tổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn
* Tính Qg :
Tổng sức kháng danh định dọc trục của cọc đơn trong đất sét:
Qn = Qs+ Qp =293731.2 + 730830.06 + 812025 = 1836586.26(N)
= 1836 (KN)
Móng cọc đài thấp có bệ cọc tiếp xúc chặt chẽ với đất, nên tổng sức kháng dọc trục của các cọc
đơn là:
Qg= Q1=n.Qn= 28 x 1836 = 51408(KN)
Hệ số sức kháng của nhóm cọc

g

= 0,45v=0,36

Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc :

NGUYỄN MẠNH HÙNG

19


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

QR = 0,36 x 51408 = 18506.88(KN) > Vc = 13001.684 (KN) => Đạt
2.7. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng (Tính lún)
Với mục đích tính toán độ lún của nhóm cọc, tải trọng được giả định tác động lên móng tương
đương đặt tại 2/3 độ sâu chôn cọc vào lớp chịu lực như hình vẽ

y

2
Db
3

Lop
dat
tot

1
Db
3

1

Db

2

Móng tuong duong
Cao độ bắt đầu từ lớp số 2a xuống (lớp chịu lực) (tức là từ lớp tốt) là: -4,5 m
Như vậy ở đây Db= - 4,5 - (-28) = 23.5 m

2Db/3 = 15.66 m
Vậy móng tương đương nằm trong lớp 2
Cao độ đáy của móng tương đương -74.20 m
Lớp đất tính lún ở bên dưới móng tương đương, có chiều dày như hình vẽ

NGUYỄN MẠNH HÙNG

20


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

Lop 1:bui tinh deo
-2.5 (CÐÐB)

-0.8

-4.5 (CÐÐAB)

Lop 2:sét gay pha cát

2Db/3=15.66

Db=23.5
Móng tuong
duong
-20.16

-10.9

-28

Lop 3: cat sét

Lop tính lún
-74.2

Do địa chất gồm lớp 1 và lớp 2 là đất yếu, lớp 2 là đất tốt nên chiều dài Db từ đầu lớp 3 tới mũi
cọc
Lớp 3 là đất rời, vì vậy độ lún của nhóm cọc có thể được ước tính bằng cách sử dụng kết quả thì
nghiệm ngoài hiện trường và vị trí móng tương đương cho trong hình vẽ trên
Độ lún trong nhóm cọc trong đất rời có thể tính như sau:
Sử dụng SPT:

Trong đó:

NGUYỄN MẠNH HÙNG

21


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

q= mà Ftd=B×L

q: áp lực móng tĩnh tác dụng tại 2Db/3, áp lực này bằng với tải trọng tác dụng tại đỉnh của nhóm
được chia bởi diện tích móng tương đương và không bao gồm trọng lượng của các cọc hoặc của
đất giữa các cọc (Mpa)
X: chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc (mm) = min (L, B) trong tính lún nhóm cọc
ρ: độ lún của nhóm cọc (mm) B=3*3d +d
I: Hệ số ảnh hưởng của chiều sâu chôn hữu hiệu của nhóm B=6*3d +d
D': Độ sâu hữu hiệu lấy bằng 2Db/3 (mm)
Db: Độ sâu chôn cọc trong lớp chịu lực (mm) (có thể lấy toàn bộ chiều dài cọc hoặc chiều dày
của lớp cát tính từ mũi cọc đến đỉnh lớp cát)
Ncorr: giá trị trung bình đại diện đã hiệu chỉnh cho số đếm SPT của tầng phủ trên độ sâu X phía
dưới đế móng tương đương (Búa/300mm)
N: Số đếm SPT đo trong khoảng lún (Búa/300mm)
σ'v: Ứng suất thẳng đứng hữu hiệu (Mpa)
qc: Sức kháng xuyên hình nón tĩnh trung bình trên độ sâu X dưới móng tương đương (Mpa)
* Do ta sử dụng phương pháp SPT, các giá trị được tính toán như sau:
- Áp lực móng tĩnh tác dụng tại 2Db/3 (q):
(Mpa
Trong đó
V: Tải trọng thẳng đứng tại đỉnh của nhóm cọc ở TTGHSD (N),
V = 8210.85376x103 (N)
Ltd: Chiều dài của móng tương đương, Ltd = 6x1350+450= 8550 mm
Btd: Chiều rộng của móng tương đương, Btd =3x1350+450= 4500 mm
X: Chiều rộng nhỏ nhất của nhóm cọc (mm) X= min (L, B) =4500 (mm)
- Độ sâu chôn cọc trong lớp chịu lực Db =23500 mm
- Độ sâu hữu hiệu D' = 15660 mm
- Hệ số ảnh hưởng của chiều sâu chôn hữu hiệu của nhóm (I):
=0.565>0.5
=> I=0.565
- Ứng suất thẳng đứng hữu hiệu: σ'v = 0.287 Mpa
- Số đếm SPT đo trong khoảng lún N = 15

=> Ncorr = 9.53

NGUYỄN MẠNH HÙNG

22


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

=> Độ lún của nhóm cọc: ρ = 25.41 mm = 2.541 (cm)
2.8. Tính toán kiểm tra cọc
2.8.1. Tính toán kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công
Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán và bố trí cốt thép là chiều dài đúc cọc :
Ld = 24.0 m
Được chia thành 3 đốt có chiều dài Ld = 7 m
Khi vận chuyển cọc
Tải trọng bản thân cọc phân bố trên toàn bộ chiều dài cọc và có giá trị là: q = n.Ag.γbt
Trong đó:
n là hệ số động, n= 1.75
Ag: diện tích mặt cắt nguyên cọc, Ag = 0.2025 m2 Diện tích mắt cắt ngang cọc
γbt : trọng lượng riên của bê tông, γbt = 24 KN/m3
=> q = 8.505 KN/m = 1,75 x Ag x 24

NGUYỄN MẠNH HÙNG

23

ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

2.0 m

4.0 m
8.505kN/m

2.0 m

17.01 kN.m

17.01 kN.m

17.01 kN.m
Hình 10: Biểu đồ mômen cọc khi vận chuyển
Ta có sơ đồ khi vận chuyển cọc cũng như biểu đồ mô men như hình vẽ:


Chọn điểm cọc móc cẩu sao cho: M 1 �M1 => a= 0.207×Ld=0.207×8=1.656 m

Chọn a= 2m
(KN.m)

* Trường hợp treo cọc lên giá búa:

NGUYỄN MẠNH HÙNG

24


ĐH CÔNG NGHỆ GTVT
MÓNG

3.0 m

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ

5.0 m

25.515 kN.m

25.515 kN.m
Hình 11: Sơ đồ treo cọc lên giá búa như sau:
Chọn điểm móc cẩu sao cho => b = 0.294x8 = 2.352 m =0,294 x Lđốt
Chọn b= 3m
Trị số mômen dương lớn nhất: (KN.m)
Vậy:

Mtt = max(M1 ;M2)=max(17.01 ; 25.515 )= 25.515(kN.m)

2.8.1.2.Tính và bố trí cốt thép dọc cho cầu
- Lớp bê tông bảo vệ đối với cọc bê tông đúc sẵn trong môi trường không bị ăn mòn ít nhất
là 50mm, trong môitrường bị ăn mòn là 75mm
Ta chọn cốt thép chủ chịu lực là thép ASTM A615M
Gồm 8 thanh d18 có fy = 420 Mpa đưuọc bố trí như hình vẽ

NGUYỄN MẠNH HÙNG

25