ĐỒ ÁN tính toán, thiết kế NỀN MỐNG CÔNG TRÌNH

Nền móng công trình

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

GVHD: Th.S Võ Thanh Long

1


Nền móng công trình

GVHD: Th.S Võ Thanh Long

LỜI MỞ ĐẦU
Đây là lần đầu tiên làm đồ án không có nhiều kinh nghiệm trong tính toán, thiết kế cho
nên trong phần thuyết minh và bản vẽ không thể tránh những sai sót mong thầy bỏ qua
và chỉ dẩn them để em có thể hoàn thành tốt hơn những đồ án tiếp theo.
Cuối cùng em xin chân thành cám ơn thầy VÕ THANH LONG đã chỉ dẩn,giải quyết
cho em những thắc mắc trong quá trình tính toán và thiết kế để hoàn thành tốt đồ án
này!!!

CHƯƠNG 1
ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT
KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
I.

Điều kiện địa kỹ thuật

Vùng khảo sát địa chất tại khu nhà ở cao tầng HOÀNG LONG quận 11 TP. Hồ
Chí Minh.
Bảng 1.1 Thống kê các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 1, 2, 3, 4

Tính chất cơ lý

Đơn vị

Cỡ hạt

Hạt dăm
Hạt sạn
Hạt cát
Hạt bụi
Hạt sét
Độ ẩm tự nhiên
W
Dung trọng ướt
Dung trọng
khô
Dung trọng
đẩy nổi
Khối lượng riêng
Gs
Hệ số rỗng ban đầu
E
Độ rỗng
N
SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

A

1

%
%
%
%
%
%
kN/m3
kN/m3

-

0.0
47.7
18.2
34.1
22.0
20.0
16.4

kN/m3

-

kN/m3
%

-

Lớp đất
2

3

4

17.0
43.6
16.5
22.9
21.24
20.1
16.6

9.6
75.6
6.6
8.2
18.1
20.2
17.1

0.0
18.9
39.1
42.2
29.93
19.5
15.0

10.4

10.5

10.7

9.5

2.73
0.665
39.9

2.72
0.637
38.9

2.67
0.563
36.0

2.73
0.82
45.1
1


Nền móng công trình

Độ bão hòa
Giới hạn chảy
Giới hạn dẻo

Chỉ số dẻo
Độ sệt
Lực dính kết
Góc nội ma sát
Hệ số nén lún
Mô đun biến dạng
Trị số SPT

II.

S
WL
WP
IP
IL
C

GVHD: Th.S Võ Thanh Long

%
%
%
%
kPa
Độ
kPa
Búa

N

-

90.4
34.4
16.6
17.8
0.3
32.2
13
0.018
9116.7

90.6
30.9
17.3
13.6
0.29
27.4
14
0.031
5497.4
9-11

86.0
22.1
15.8
6.4
0.37
8.3
23

0.011
13917.4
13-20

99.6
40.4
19.5
20.9
0.5
25.1
11
0.037
4740.5
17

Điều kiện địa chất thủy văn

Mực nước ngầm trong các hố khoan quan sát được sau 24h khoan như bảng sau:
Bảng 1.2: Mực nước tĩnh trong các lỗ khoan
Hố khoan Mực nước tĩnh
(m)
HK1
-1.6

Thí nghiệm mẩu nước ăn mòn bê tong tại hố khoan, theo công thức Kurlov nước có tên
là: BICACBONAT- CLORUA- NATRI- MAGIE
Nhận xét: nước không có tính ăn mòn đối với bê tong.
III.

Đánh giá sơ bộ

-

Cụ thể:

+ Lớp 1: Sét, nâu đỏ- xám trắng, trạng thái dẻo cứng.
+ Lớp 2: Sét pha lẩn sạn sỏi laterit, nâu đỏ- xám trắng, trạng thái dẻo cứng.
+ Lớp 3: Cát pha, nâu hồng, nâu, nâu vàng, vàng, trạng thái dẻo.
+ Lớp 4: Sét, hồng, trạng thái dẻo cứng

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

1


Nền móng công trình

-

GVHD: Th.S Võ Thanh Long

Các lớp đất trong khu vực khảo sát đã trải qua quá trình nén chặt tự nhiên nên
có cường độ chịu lực tốt, tính nén lún nhỏ, khả năng biến dạng nhỏ, giá trị
Nspt từ 9-20 búa. Lớp đất thứ 1 có thể đặt móng cho các công trình có tải

trọng nhỏ
- Đối với công trình có tải trọng trung bình nên đặt các loại móng cọc vào lớp
thứ 3 hoặc thứ 4/. Tuy nhiên khi thiết kế tùy tải trọng công trình mà sử dụng
loại móng cho phù hợp.
- Bảng thống kê các chỉ tiêu cơ lý nêu ra đầy đủ các giá trị tính toán của các
thông số địa kỷ thuật của các lớp đất đóng vai trò chủ yếu trong nền móng

công trình. Khi thiết kế nền móng cần lưu ý tới những đặc điểm trên.

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

1


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ GIẢI PHÁP MÓNG CHO CÔNG TRÌNH
I.

Quy mô công trình, tính toán tải trọng và sơ đồ bố trí móng
Quy mô công trình
 Diện tích nhà là 40 x 80(m);
 Công trình nhà gồm 13 tầng, mỗi tầng cao 3.5m;
 Bước cột theo chiều rộng là 5m và chiều dài là 8m;
 Dầm móng 70cm x 120cm
 Dầm sàn 40cm x 60cm
 Bề dày sàn: 15cm, tường bao: 20cm, tường ngăn: 12cm
 Cột 40cm x 40cm
 Khối lượng thể tích bêtông (T/m3)
 Khối lượng thể tích bêtông + đất: (T/m3)
 Khối lượng thể tích của tường: (T/m3);
 Hoat tải: 0.15(T/m2).
 Tải trọng gió lấy hệ số: 0.13

 Bê tông Mac 300
 Thép I20 loại AII

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

II.

GVHD: ThS Võ Thanh

Tính toán tổ hợp tải trọng và sơ đồ bố trí móng
a. Tính toán tải trọng thường xuyên tác dụng lên đáy móng
 Tải trọng cho 1 tầng

Tải trọng dầm móng:
Vdm = 0.7 1.2 (9 80 + 11 40) = 974.4 (m3)

Tải trọng dầm sàn:
Vds = 0.4 0,6 (9 80 + 1140) = 278.4 (m3)

Tải trọng sàn:
Vs = 80 40 0.15 = 480 (m3)

Tải trọng cột:
Vc = 0.4 0.4 3.5 = 0.56 (m3)

Trọng lượng tường

(cho toàn bộ cửa chiếm 40% thể tích tường ngăn)
⇒ NTường = 302.4 + 417.3 = 719.6T
 Tải trọng thường xuyên của tòa nhà tác dụng lên móng

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

b. Tính toán tải trọng tạm thời

Tải trọng tạm thời do người và nội thất bỏ qua tầng trệt lấy theo quy phạm ở đây
chọn hoạt tải = 0.15(T/m2)
N2 = hoạt tải diện tích = 0.15 80 40 13 = 6240(T)
Tải trọng gió tác dụng lên công trình lấy theo quy phạm là:
N3 = 0.13 (N1 + N2) = 0.13 (38240.6 + 6240) = 5782(T)
c. Tính toán tổ hợp tải trọng

Tải trọng tiêu chuẩn do công trình tác dụng lên móng:
N0tc = N1 + N2 + N3 = 50262 (T)
Tải trọng tính toán tác dụng lên móng:
N0tt = 1.2 N0tc = 1.2 50262 = 60314(T)

Tải trọng tính toán tác dụng lên một đơn vị diện tích móng:

d. Xác định tải trọng tính toán tác dụng lên mỗi móng

Tải trọng tính toán tác dụng lên móng M1:
NM1tt = 18.8 2.54 = 188 (T)
Tải trọng tính toán tác dụng lên móng M2:
NM2tt = 18.8 2.5 8 = 376 (T)
Tải trọng tính toán tác dụng lên móng M3:
NM3tt = 18.8 8 5 = 752 (T)
Tổng hợp tải trọng tính toán tác dụng xuống các móng
Loại móng

M1

M2

M3

Tải trọng Ntti (T)

188

376

752

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16

Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

CHƯƠNG 3
LÝ THUYẾT VỀ MÓNG CỌC
I.

Sơ lược về móng cọc

Khi các phương pháp móng nông không còn thích hợp để gánh đỡ công trình,
hoặc công trình có tải trọng lớn, hoặc do lớp đất nền có đặc điểm địa chất yếu,
người ta nghĩ đến cách truyền tải trọng của công trình xuống những lớp đất sâu
hơn thông qua các thanh chịu lực được làm bằng các vật liệu phổ biến như gỗ, bê
tông, thép.. Các thanh này được gọi là cừ hay cọc. Năm 1936, phương pháp cấu
tạo cọc nhồi bê tông vào những lỗ khoan trong nền đất được phát minh bởi kỹ sư
Franki (người Ý). Đến cuối thế kỷ 20, kỷ lục về chiều sâu cọc nhồi là 125m, dưới
tòa tháp Petronas Tower ở thủ đô Kuala Lumpur (Malaysia). Hiện nay, trong xây
dựng dân dụng và công nghiệp, giao thông, móng cọc ngày càng được sử dụng
phổ biến. Móng cọc có những ưu điểm như: khả năng chịu tải lớn, giảm chi phí
vật liệu, giảm khối lượng công tác đào đắp đất, có thể giảm hoặc tránh được ảnh
hưởng của nước ngầm đối với công tác thi công. Đặc biệt, móng cọc có thể khắc
phục hoặc hạn chế biến dạng lún một cách đáng kể.
II.

Phân loại cọc

 Theo vật liệu làm cọc:
a. Cọc gỗ

Cọc gỗ được sử dụng trong móng công trình có thể là thông, tràm, tre… dạng cọc
đơn. Đôi khi chúng được tổ hợp thành bó cọc hoặc phối hợp với các cọc khác như
gỗ - bê tông, thép - gỗ phối hợp.
Một số yêu cầu kỹ thuật đối với cọc gỗ là phải đủ tươi, độ ẩm không nhỏ hơn
20%, độ thon không nhỏ hơn 1%. Chi tiết kỹ thuật quan trọng nhất khi sử dụng
cọc gỗ là phải đóng cọc sâu hơn mực nước ngầm thấp nhất nhằm bảo vệ cọc
không bị mối, mọt hay mục nát. Tuy nhiên với cọc gỗ thông khi được ngâm tẩm
nhựa đường và thuốc chống mối mọt, chúng có thể được sử dụng trên mực nước
ngầm như chống đỡ các trụ cầu với tuổi thọ lên đến 30 năm. Cọc gỗ thường có
chiều dài hạn chế, khả năng chịu lực cũng như tuổi thọ không cao nên chỉ sử dụng
cho các công trình nhỏ. Khi sử dụng cần đánh giá chi tiết về các loại cọc cũng như
về kinh tế xây dựng.

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

b. Cọc bê tông cốt thép

Có rất nhiều loại cọc bê tông cốt thép như: các loại cọc chế tạo sẵn đặc ruột hoặc
rỗng ruột và được hạ bằng búa đóng, bằng kích thủy lực hay bằng xói ngầm.

Ngoài ra, còn có các loại cọc bê tông đúc tại chỗ (cọc nhồi).
Cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn tại công trường hoặc ở nhà máy sản xuất. Tiết
diện cọc có thể là hình vuông, tròn, tam giác hay lục giác. Cọc có cấu tạo lỗ rỗng
hay đặc ruột. Kích thước tiết diện cọc có thể thay đổi từ nhỏ đến khá lớn
(40x40cm, 50x50cm…), chiều dài cọc thay đổi từ 4m đến trên 20m (khi cọc được
đóng bằng búa). Đôi khi cọc có thể được làm bằng bê tông ứng suất trước. Cọc bê
tông ứng suất trước thường rỗng ruột, đường kính từ 0,8m đến vài mét. Loại cọc
này thường được sử dụng trong công trình cầu.
c. Cọc thép

Cọc thép có chi phí rất tồn kém nên chỉ được sử dụng trong những điều kiện
không thể thay thế bằng cọc bê tông. Loại cọc này thường được sử dụng trong các
trường hợp sửa chữa cấp bách hoặc trong các công trình bến cảng, ổn định bờ
dốc….. Thường là các loại cọc bản, cọc chữ I, chữ H hoặc ống thép.
 Theo phương pháp thi công cọc
a. Cọc đóng

Cọc đóng là cọc chế tạo sẵn, được đóng xuống đất bằng búa máy, máy rung, bằng
phương pháp ép hoặc xoắn. Có thể khoan dẫn hoặc không cần khoan trước khi hạ
cọc.
Cọc đóng có độ tin cậy cao, có thể kiểm tra được chất lượng cọc. Sự làm việc
tương hỗ giữa đất và cọc ( cả hai thành phần ma sát và kháng mũi) được đảm bảo.
Cường độ vật liệu cọc tương đối lớn. Tiết diện và chiều dài cọc tùy ý, nhưng
thường được chế tạo theo tiết diện vuông, tròn, đa giác và có thể chế tạo thành
từng đoạn rồi nối lại với nhau trong quá trình hạ cọc. Cọc đóng có thể chịu được
tải trọng lớn (tải trọng tối đa không nên quá 1000kN).
Tuy nhiên trọng lượng cọc lớn, gây khó khan trong vận chuyển và hạ cọc. Khi
đóng cọc thường gây tiếng ồn, chấn động. Cọc khó xuyên qua các lớp cát trung.
b. Cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi được đổ tại chỗ trong các hố khoan hoặc hố đào bằng cách dùng
các ống thiết bị. Ưu điểm của cọc khoan nhồi là khi thi công ít gây tiếng ồn,
SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

không gây chấn động mạnh như khi đóng cọc. Cọc khoan nhồi đường kính lớn có
sức chịu tải lớn, có thể chịu được hàng chục nghìn kN. Tuy nhiên, cọc khoan nhồi
cũng có nhược điểm: có thể sập vách hố khoan làm cho thân cọc bị khuyết tật
trầm trọng như thắt lại, có những vùng cốt thép cọc không có lớp bê tông bảo vệ,
khi thân cọc qua đất yếu nếu không để ống chống vách lại trong đất thì trong quá
trình thi công cọc bị phình ra. Bê tông đổ vào cọc không được đầm chặt nên chất
lượng bê tông thường không cao.
Do vậy, việc kiểm tra chất lượng bê tông cọc và sức chịu tải của cọc khoan nhồi là
rất quan trọng.
 Theo đặc tính chịu lực
a. Cọc chống

Cọc chống là cọc có mũi tì lên các lớp đất chắc, biến dạng rất ít dưới tác dụng của
tải trọng (như đá cứng). Khi đó, tải trong truyền xuống nền chỉ thông qua mũi cọc
còn ma sát giữa mặt xung quanh cọc với đất là không đáng kể.
b. Cọc treo

Cọc treo hay còn gọi là cọc ma sát, là loại cọc mà khả năng chịu tải phụ thuộc vào

không chỉ sức kháng mũi cọc mà còn cả ma sát giữa bề mặt cọc với đất đá cứng
chắc bên dưới. Đây là loại cọc thường gặp trong điều kiện xây dựng ở vùng thành
phố Hồ Chí Minh và các vùng lân cận.
 cấu tạo cọc bê tông cốt thép đúc sẳn
a. cọc bê tông cốt thép hình lăng trụ

Loại cọc này có thể chế tạo với các loại kích thước khác nhau:
Tiết diện 20 20

chiều dài

3 – 7m

25 25

…

3 – 8m

30 30

…

9 – 12m

35 35

…

13 – 15m

40 40

…

> 16m

Đối với cọc dài 3 – 6m thì mỗi cọc dài hơn kém nhau 0.5m.
Đối với cọc dài 7 – 16m mỗi cọc hơn kém nhau 1m
SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

Bê tông dùng để chế tạo cọc có mác 200, 300 khi dùng tiết diện 30 x 30m thì dùng
4phi12 làm cốt thép dọc chịu lực. khi tiết diện 35 x 35m dùng 4phi16, khi tiết diện
lớn hơn thì dùng phi16- phi32 làm cốt dọc.cốt đai dùng phi6-phi8 có thể xoắn
hoặc ngang.
Khi cần chiều dài cọc lớn hơn 16m, người ta dùng thép dự ứng lực để chế tạo cọc.
dùng thép dự ứng lực có thể chế tạo cọc dài đến 25m.
Vùng đầu cọc sẽ trực tiếp chịu sự va đập khi đóng hoặc ép cọc, vùng gần mũi cọc
sẽ chịu phản lực của đất cho nên ứng suất ở các vùng đó tang lên. Do đó cốt đai
phải bố trí dày hơn để bê tông khỏi bị phá hoại. vùng đầu cọc được bố trí những
lớp thép hàn.
Các móc cẩu để nâng cọc lên phương tiện vận tải và để nâng cọc lên gắn vào thiết

bị định vị khi hạ cọc được bố trí ở các điểm cách đầu và mũi cọc những khoảng
nhất định sao cho moment dương lớn nhất bằng moment âm có trị số tuyệt đối lớn
nhất.
Cấu tạo mũi cọc phụ thuộc vào điều kiện đất. khi đất chặt, mũi cọc được bịt đai
thép
b. cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông với lỗ rỗng tròn

cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông với lỗ rỗng tròn
Móng cọc được sử dụng nhiều trong xây dựng công nghiệp cũng như là dân dụng,
do vậy yêu cầu đặt ra là phải tiết kiệm chi phí bê tông cốt thép và giảm trọng
lượng cọc. nhằm mục đích ấy người ta dùng cọc rỗng. người ta tạo lỗ rỗng theo
toàn bộ chiều dài cọc. bê tông dùng chế tạo loại cọc này có mác 300.
Cọc tiết diện vuông với lỗ rỗng tròn không vác vát nhọn ở đầu. thường được được
sữ dụng để hạ vào đất sét dẽo mềm, dẽo cứng, cát, cát pha xốp hoặc chặt trung
bình. Khi đất nữa cứng và đất đá cứng nếu dùng loại cọc này thì phải chú ý đảm
bảo cho bê tông thành cọc không bị phá vỡ do đóng hoặc rung khi hạ cọc.
c. cọc bê tông cốt thép đúc sẳn với đế mỡ rộng

Trong nhiều trường hợp sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc lớn hơn nhiều
so với sức chịu tải theo đất nền. do vậy muốn tăng sức chịu tải của cọc có thêt
không cần tang tiết diện cọc trên toàn bộ chiều dài mà chỉ cần tăng diện tích đế,
SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

loại cọc có đế mỡ rộng chịu được tải trọng lớn hơn nhiều, nhất là khi làm móng
nông.
Phần đế mỡ rộng có thể được chế tạo bằng cách đúc sẳn cùng với cọc bê tông cốt
thép hình lăng trụ, đúc rời rồi sau đó được lắp ghép vào thân cọc, hoặc mỡ rộng
chân cọc bằng phương pháp nổ mìn. Tức là sau khi khoan đến độ sâu cần thiết,
người ta đặt mìn xuống đáy cho nổ và đổ bê tông vào lắp đầy phần bầu rỗng do
mìn nổ gây ra. Sau đó hạ cọc bê tông cốt thép chế tạo sẳn vào bầu đó ta được cọc
có đế mở rộng.
III.

cơ sở lý thuyết tính toán sức chịu tải của cọc đơn

Khả năng chịu lực thẳng đứng của cọc đơn được lấy theo trị số nhỏ nhất trong các
trị số tính được
 xác định sức chịu tải theo vật liệu làm cọc
a. Đối với cọc ép

Theo TCXD 21- 86 sức chịu tải của cọc đóng theo vật liệu làm cọc có thể
được xác định theo công thưc:

Trong đó:
 k
 m





hệ số đồng nhất (k=0.7)

hệ số điều kiện làm việc
diện tích tiết diện ngang của bê tông
cường độ tính toán của bê tông khi nén mẫu hình trụ
diện tích tiết diện ngang số cốt thép trong cọc
cường độ tính toán cốt thép. Nếu cốt thép có phi < 28mm thì

nên chọn nhưng không vượt qua 2200kg/cm2
b. Đối với cọc khoan nhồi

Theo TCXD 95- 97 sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo vật liệu làm cọc có
thể được xác định theo công thức:

Trong đó

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

 hệ số uốn dọc của cọc. khi cọc xuyên qua than bùn. Đất sét yếu, bùn cũng

như khi móng cọc đài cao
 hệ số điều kiện làm việc, đối với cọc được nhồi bê tông qua ống dịch
chuyển thẳng đứng thì
 hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc,

khi khoan lổ và nhồi bê tông không cần chống vách, mực nước ngầm lun
thấp hơn mũi cọc thì . Khi thi công trong các loại đất cần phải dùng ống
chống vách và nước ngầm không xuất hiện trong lỗ thì thi công trong các
loại đất phải dùng ống chống vách và đổ bê tông dưới huyền phù sét thì
 xác định sức chịu tải theo cường độ đất nền
a. theo kết quả thí nghiệm trong phòng
cọc treo (cọc ma sát)
b. theo kết quả thí nghiệm hiện trường
theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh
 Tổng quan về thiết kế móng cọc

Khi thiết kế móng cọc ta tiến hành theo trình tự sau
Đánh giá điều kiện địa chất công trình địa chất thủy văn
Xác định tải trọng tác dụng xuống móng
Chọn độ sâu chọn đặt đế dài
Chọn loại cọc, chiều dài, kích thước tiết diện và phương pháp thi công
Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu, đất nền…
Xác định số lượng cọc trong móng
Kiểm tra lực truyền xuống cọc
Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai
Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc.

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

CHƯƠNG 4
PHƯƠNG PHÁP CỌC ÉP
Chọn cọc có kích thước là 0.4m x 0.4m, chọn thép bố trí trong cọc là 4 thanh
SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

Phi 18, loại AII.
Chọn chiều sâu chôn móng là 2m.

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí cọc trong móng cọc đóng.
Tải trọng tác dụng lên mỗi móng M1, M2 và M3 như sau:
Bảng 1.4 Tổng hợp tải trọng tính toán tác dụng xuống các móng
Loại móng
Diện tích Fi (m2)
Tải trọng Ntti (T)
I.

M1

M2

M3

188

376

752

Thiết kế giải pháp móng cọc ép

a. Chọn cọc, độ sâu chôn cọc và chôn đài

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

Cọc đóng có tiết diện là 0.4 x 0.4 m,cọc dài 33m, chiều dài mỗi đoạn cọc là
L= 11m, số lượng là 3 đoạn cọc, cọc ngàm vào đài 10 cm.
Vùng khảo sát địa chất
Cao trình đáy đài là 2m so với mặt đất tự nhiên.
Bê tông cọc có Mác là 300: Rn = 130 (KG/cm2).
Cốt thép chịu lực loại AII 4∅18: Rc = (2800KG/cm2).
II.

Tính toán sức chịu tải của cọc

a. Tính toán sức chịu tải theo vật liệu làm cọc

Theo TCXD 205:1998, sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được
xác định như sau:

Trong đó:

Với λ = L0/r = 32 x 0.7/ 0.4 = 57.75
 Fa là diện tích tiết diện ngang số cốt thép có trong cọc:

Fb


diện tích tiết diện ngang của bê tông

 Rb là cường độ tính toán của bê tông khi nén mẫu hình trụ:

Rb=1300 (T/m2)
 Ra là cường độ tính toán của cốt thép;

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

Vậy sức chịu tải của cọc là:
Pvl = 0.84 x (1300 x 0.158982 + 28000 x 0.001018) = 197.55(T)

b. Tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Theo TCXD 205 – 1998, sức chịu tải của cọc được xác định như sau:

Trong đó:
 Qs, Qp là sức chịu tải cực hạn ma sát và sức chống cực hạn của mũi

cọc;
 FSs, FSp là hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (2,0 ÷2,5) và cho
thành phần chống dưới mũi cọc (2,5 ÷ 3,0). Chọn FS s = 2,0 và FSp =
3,0.
Sức chống cực hạn của mũi cọc được xác định theo công thức

Trong đó:
 qp là cường độ chịu tải của mũi cọc, được xác định theo công thức:

Với:
 c là lực dính của đất tại độ sâu mũi cọc, c = 8.3 (T/m2) ;
 Nc, Np, Nγ là các hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát của đất tại

mũi cọc tra theo bảng. φ = 23050’ Nc = 18.69 ; Np = 9.1; Nγ = 5.27;
 γ là trọng lượng thể tích đẩy nổi của đất tại độ sâu mũi cọc, γ = 1,07(T/m3);
 dp là đường kính của cọc hoặc cạnh của cọc, dp = 0,4 (m);
 σ'vp là ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc, kết
quả tính toán ứng suất được trình bày theo bảng sau:

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

Bảng 1.5: Ứng suất có hiệu:
γ' (T/m3)

h (m)

2

1.6

1.04

0.8

2

1.05

7.1

3

1,07

24.5

Lớp
1

Suy ra giá trị cường độ chịu tải của mũi cọc là:
(T/m2)
Vậy sức chống cực hạn của mũi cọc là
(T)
Sức chịu tải cực hạn theo ma sát thành được xác định theo công thức:

Trong đó:
 U là chu vi cọc,


li, fi là giá trị bề dày và cường độ ma sát thành cọc tương
ứng lớp thứ i.



Cường độ ma sát thành được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long



GVHD: ThS Võ Thanh

Cai là giá trị lực dính của cọc và đất, cai = c;



φai là giá trị góc ma sát trong của cọc và đất, φai = φ;
 σ'hi và σ'vi là giá trị ứng suất có hiệu theo phương ngang và
phương thẳng đứng tương ứng tại độ sâu lớp i.
Kết quả tính toán giá trị fi và li theo các giá trị trên được trình bày như bảng sau:
Bảng 1.6: Kết quả tính toán giá trị fi và li
Lớ
p
1
2
3

Độ sâu
zi (m)
2.4
9.5
34

c
(T/m2)
3.22
2.74
0.83

σi'
(T/m2)
13°24' 3.824
14°41' 7.7595
23°50' 24.595
(T/m2)
Φ

li
(m)
0.4
7.1
24.5

fsi
(T/m2)
3.92
4.26
7.304

Sức chịu tải cực hạn theo ma sát thành là:
(T/m2)
Vậy, sức chịu tải của cọc đơn theo cường độ đất nền là:

(T/m2)
c. Tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

Sức chịu tải của cọc treo được xác định như sau:
d. Tính toán sức chịu tải theo chỉ sô SPT

Trong đó:
– Số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc
– Giá trị trung bình của SPT trong lớp đất dính
– Giá trị trung bình của SPT trong lớp đất rời

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

– Diện tích tiết diện mũi cọc
– Chiều dài cọc nằm trong lớp đất dính
– Chiều dài cọc nằm trong lớp đất rời
� – Chu vi tiết diện cọc
– Hiệu số giữa trọng lượng cọc và trọng lượng đất bị cọc thay thế
Với ; (tính trong lớp 2); (tính trong lớp 3)



Lựa chọn sức chịu tải để tính toán móng
Phương pháp tính toán
Theo vật liệu làm cọc
Theo chỉ tiêu cơ lý đất nền
Theo chỉ tiêu cường độ đất nền
Theo chỉ số SPT

Sức chịu tải cho phép
197.55T
198.91T
187.86T
146T

Vì mục đích kính tế và an toàn nên ta chọn sức chịu tải của cọc đơn để tính cho
móng công trình là Qa= 187.86(T)
III.

Xác định số lượng cọc, tiết diện đài cọc và bố trí cọc

Trọng lượng của đài và đất trên đài:

Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:

Số lượng cọc sơ bộ trong mỗi móng:

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16

Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

Với k là hệ số an toàn k = 1.25
Kết quả tính toán tiết diện đài, trọng lượng đài và đất trên đài, lực dọc
tính toán đến cốt đế đài và số lượng cọc cho mỗi móng được trình bày như bảng
sau:
Bảng 1.8: Kết quả tính toán móng và số lượng cọc:
Móng
Trọng lượng đài và đất trên đài
(T)
Lực dọc tính toán (T)
Số lượng cọc sơ bộ

M1

M2

M3

7.92

15.84

31.68

195.92

2

391.84
3

783.68
6

Với số lượng cọc được chọn trong mỗi móng như trên ta có thể bố trí cọc trong
móng tương ứng như sau:

a)

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

b)

c)
Hình 2.4 Sơ đồ bố trí cọc trong móng cọc đóng.
a) Móng M1; b) Móng M2; c) Móng M3.
SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

IV.

GVHD: ThS Võ Thanh

Kiểm tra chất lượng cọc theo khả năng chịu lực

Từ nc ta tính được ở trên và cách bố trí cọc, ta tính được kích thước và
diện tích của đài tương ứng như bảng sau:
Bảng 1.9: Kế t quả tí nh toá n diện tích đài sơ bộ:
Móng
Chiều rộng (m)
Kích thước đài
Chiều dài (m)
Diện tích đài (m2)

M1
1.2
2
2.4

M2
2
2
4

M3
2
3.2
6.4

Trọng lượng thực tế của đài cọc và đất trên bậc đài:

Lực thực tế truyền xuống cọc:

Kết quả tính toán trọng lượng đài và lực thực tế truyền xuống cho mỗi móng được
trình bày như bảng sau:
Bảng 1.10: Kế t quả tí nh toá n trọng lượng lực truyền xuống đài:
Móng
Trọng lượng đài và đất trên đài
(T)
Lực truyền xuống thực tế (T)

M1

M2

M3

12.67

21.12

33.79

100.34

132.37 130.96

Trọng lượng của cọc:
(T)
Kiểm tra lực truyền xuống cọc:
 P1 + Pc = 100.34 + 15.36 = 115.7 (T) < P = 187.86 (T);
 P2 + Pc = 132.37 + 15.36 = 147.73 (T) < P = 187.86 (T);
 P3 + Pc = 130.96 + 15.36 = 146.32 (T) < P = 187.86 (T).

Vậy, cọc đóng ban đầu chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực dưới đế đài.
SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

V.

GVHD: ThS Võ Thanh

Kiểm tra theo trạng thái giới hạn thứ hai
a. Xác định các yếu tố của móng khối quy ước

Vì nền chịu tải trọng của móng cọc ma sát nên độ lún của nền móng
cọc được tính theo độ lún của nền móng khối quy ước.
Móng khối quy ước có dạng hình tháp, các kích thước xác định theo

góc nghiêng với φtb được xác định như sau:

Trong đó: φi và hi là góc ma sát trong và bề dày lớp đất mà cọc xuyên
qua.
Ta được:

Chiều dài, rộng và cao của móng khối quy ước:

Trong đó:
 L, B là khoảng cách giữa hai mép của hai hàng cọc ngoài cùng

đối diện nhau theo hai phía;
 H là chiều dài của cọc trong đất ;
 h là chiều sâu đặt đài.
Trọng lượng móng khối quy ước:

Trong đó:
SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

16


Nền móng công trình
Long

GVHD: ThS Võ Thanh

Ndtt là trọng lượng của đài cọc và đất trên đài cọc

Nctt là trọng lượng của tất cả các cọc nằm trong móng khối:

Nqutt là trọng lượng của móng khối không có cọc:

Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy móng khối quy ước

Ứng suất tiêu chuẩn của tác dụng lên nền tại đáy móng khối quy ước
là:

Kết quả tính toán kích thước, trọng lượng, trị lực tiêu chuẩn và ứng
suất tiêu chuẩn theo móng khối quy ước được trình bày như bảng sau:
Bảng 1.12: Kế t quả tí nh toá n ứng suất tiêu chuẩn:
Móng
Kích thước móng khối

Chiều rộng (m)
Chiều dài (m)
Chiều cao (m)

Diện tích
Trọng lượng đài và đất trên đài (T)
Trọng lượng cọc (T)
Trọng lượng của khối móng khối không có
cọc(T)
Trọng lượng tổng của móng có diện tích khối
(T)
Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng (T)
SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

M1
6.47

7.67
34
49.62
218.33
25.6
1858.7
1
2102.6
4
188

M2
7.67
7.67
34
58.83
258.85
38.4
2199.9
1
2497.1
6
376

M3
7.67
8.87
34
68.03
299.33

76.8
2528.6
7
2904.8
752
16