ĐỒ án môn học nền MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
NỀN MÓNG
Giáo viên hướng dẫn: Trần Văn Hùng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn A
Lớp: KSXD Cầu đường bộ - Khoá 1
Mã đề bài: 01KSCĐ001-17

I. SỐ LIỆU THIẾT KẾ
A. SỐ LIỆU TẢI TRỌNG
Đơn vị
kN
kN
kN
kN
kN
kN

Tải trọng
Nttc – Tĩnh tải tiêu chuẩn
Nhtc – Hoạt tải tiêu chuẩn
Htcx – Hoạt tải tiêu chuẩn dọc cầu
Htcy – Hoạt tải tiêu chuẩn ngang cầu
Mtcx – Momen hoạt tải tiêu chuẩn dọc cầu
Mtcy – Momen hoạt tải tiêu chuẩn ngang cầu
nh - Hệ số vượt tải do hoạt tải gây ra
nt - Hệ số vượt tải do tĩnh tải gây ra

Giá trị
5250
1350
150

170
950
800
1,4
1,1

B. SỐ LIỆU THUỶ VĂN VÀ CHIỀU DÀI NHỊP
Tên cao độ
Mực nước cao nhất (MNCN)
Mực nước thấp nhất (MNTN)
Mực nước thông thuyền MNTT)
Chiều cao thông thuyền (Htt)
Mực nước thi công (MNTC)
Cao độ mặt đất 0.00 (CĐMĐ)
Cao độ mặt đất sói lở (CĐMĐXL)
Chiều dài nhịp L
Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT)
Cao độ đáy dầm (CĐĐD)

Đơn vị
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m

1

Số liệu
6.00
4.00
5.00
6.00
Lấy cao hơn MNTN 1,5m
Mặt lớp đất trên cùng là cốt 0.00
- 1.60
41.40
10.70
11.00


C. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT

D. MẶT CẮT TRỤ CẦU
CĐĐáy dầm +11000
CĐĐỉnh Trụ +10700

Mx

Hx

N

My

800

Hy

N

250

250
= 6000

600

1700

1500

MNTT +5000
1200

1200

5800

MNCN +6000

H

thông thuyền

5000

500

MNTN +4000

HÌNH CHIẾU DỌC CẦU

HÌNH CHIẾU NGANG CẦU

Hình 1: Hình chiếu trụ cầu

E. U CẦU:
- Tổng hợp số liệu địa chất cơng trình.
- Thiết kế hai phương án móng cọc: Móng cọc đài thấp và móng cọc đài cao.
- So sánh lựa chọn phương án móng hợp lí.
2

1500


F. MẶT CẮT ĐỊA CHẤT HỐ KHOAN

3


Phần I
BÁO CÁO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
1. Lớp 1: Bùn sét mầu nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm
Chiều dày lớp đất 10m, cao độ mặt lớp là +0.00, đáy lớp là -10.00
Chỉ số dẻo: Ip =WL -Wp = 39,4 – 21,1 = 19,3%.

W  WP 32,1  21,1

 0,6
Độ sệt của đất: IL=
WL  WP
18,3
 (1  0,01.W )
27,3(1  0,01.32,1)
1 
 1  0,9815
Hệ số rỗng: e = S

18,2
.0,01.W
Độ bão hoà: Sr 
 0,893
e
2. Lớp 2: Sét mầu nâu đỏ, trạng thái cứng
Chiều dày lớp đất 2,3m, cao độ mặt lớp là -10.00, đáy lớp là -12,30.
Chỉ số dẻo: Ip =WL -Wp = 39,8 – 20,6 = 19,2%.
W  WP 19,7  20,6

 0,047
Độ sệt của đất: IL=
WL  WP
19,2
 (1  0,01.W )
27,5(1  0,01.19,7)
1 
 1  0,679

Hệ số rỗng: e = S

19,6
.0,01.W
Độ bão hoà: Sr 
 0,797
e
3. Lớp 3: Sét pha màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm
Chiều dày lớp đất 7,8m, cao độ mặt lớp là -12.30, đáy lớp là -20,10.
Chỉ số dẻo: Ip =WL -Wp = 37,5 – 24,6 = 12,9%.
W  WP 31,6  24,6

 0,543
Độ sệt của đất: IL=
WL  WP
12,9
 (1  0,01.W )
26,9(1  0,01.31,6)
1 
 1  0,914
Hệ số rỗng: e = S

18,5
.0,01.W
Độ bão hoà: Sr 
 0,93
e
4. Lớp 4: Sét pha màu xám nâu, xám trắng, trạng thái dẻo mềm
Cao độ mặt lớp là -20,10.
Chỉ số dẻo: Ip =WL -Wp = 38,2 – 22,1 = 16,1%.

W  WP 24,8  22,1

 0,168
Độ sệt của đất: IL=
WL  WP
16,1
 (1  0,01.W )
27,2(1  0,01.24,8)
1 
 1  0,777
Hệ số rỗng: e = S

19,1
.0,01.W
Độ bão hoà: Sr 
 0,868
e
4


- NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ
+ Điều kiện địa chất công trình: Địa chất trong hố khoan tương đối đơn giản,
chủ yếu là các lớp sét, đặc biệt lớp 4 có khả năng chịu lực tốt. Lớp 2 có khả năng
chịu tải nhưng chiều dày nhỏ. Vậy bố trí cọc tựa vào lớp đất 4.
+ Đánh giá địa chất thuỷ văn: Khi xây dựng cầu, móng và trụ cầu sẽ cản trở
dòng chảy tự nhiên, gây sơi lở chung cho dòng chảy và sói lở cục bộ tại chân trụ.
Giả thiết cột nước sau khi xây xong dâng lên không đáng kể đồng thời xem
chiều sâu nước trung bình dưới chân cầu sau khi sói bằng mực nước thi công
(MNTC): htb = MNTC = 5m.
Giả thiết trụ ít bị ảnh hưởng của sói cục bộ.

Qua đánh giá các lớp đất ở trên, các lớp đất chủ yếu là đất yếu. Lớp đất tốt ở
dưới sâu, nên ta chọn phương án móng cọc là hợp lí. Giả pháp móng cọc bệ thấp
cho thấy giá thành cao nên ta chọn giải pháp móng cọc bệ cao là hợp lí hơn cả.

5


Phần II
THIẾT KẾ KĨ THUẬT
I. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ĐÀI CAO
A. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC KẾT CẤU
1. Kích thước và cao độ bệ cọc
Trụ cầu nằm xa bờ và phải bảo đảm thông thuyền, sự thay đổi cao độ giữa
MNTN và MNCN tương đối cao. Chọn CĐĐB thấp hơn MNTN 0,5m.
Cao độ mặt bệ (CĐMB): 3,5m
Chiều dày bệ cọc: hb = 2m.
Cao độ đáy bệ (CĐĐB): 1,5m.
2. Kích thước và cao độ của cọc
- Chọn cọc là cọc BTCT đúc sẵn có kích thước (400x400mm). Cọc đóng vào
lớp đất 4, dự kiến cao độ mũi cọc -26,5m. Bê tông B25.
- Chiều dài cọc (chưa kể chiều dài cọc ngàm vào đài) Lc:
Lc = (cao độ đáy bệ) CĐĐB – (cao độ mũi cọc) CĐMC = 1,5 – (-26,5) = 28m.
Độ mảnh của cọc: D/L = 0,4/28 = 0,0143 thoả mãn điều kiện:
1 D 1
 
70 L 40
Tổng chiều dài của cọc: L = Lc + 1m = 28 + 1 = 29m.
Vậy chọn 3 đốt cọc 10m + 10m + 9m. Các cọc được nối với nhau bằng liên
kết hàn, mũi cọc dài 9m, Các đoạn nối không nằm trên một mặt phẳng.
3. Tính toán tải trọng trụ cầu

Chiều cao đỉnh trụ (CCĐT) = MNTT + Htt – 0,3 = 5 + 6 – 0,3 = 10,7m.
Chiều cao cột trụ:
Htr = CCĐT - chiều dày mũ trụ (CDMT) – Cao độ mặt bệ (CĐMB)
= 10,7 – 1,4 – 3,5 = 5,8m.
Thể tích đỉnh trụ:
V1 = 0,8.8.1,7 = 10,88m3
V2 = (5+8).1,7.0,5.0,6 = 6,63m3


1,22
 1,2.3,3  .5,8  29,53m 3
Thể tích trụ: Vtr   3,14.
4


Thể tích trụ tính đến mặt bệ:
V = V1 + V2 + Vtr = 10,88 + 6,63 + 29,53 = 47,04m3.


1,22
 1,2.3,3  .0,5  2,545m3
Thể tích cột trụ ngập trong nước: Vtr   3,14.
4


B. TỔ HỢP TẢI TRỌNG
1. Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn
a. Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương dọc cầu với MNTN
Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu:

6


N tc  N tct  N tch   bt .Vtru ï   n .Vtng
 5250  1350  25.47,04  10.2,545  7750,55kN.
Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu: Htcx = 150kN.
Momen tiêu chuẩn dọc cầu:
Mtc  Mtcy  Htcx .(CÑÑT CÑÑB)  800  150.(10,7  1,5)  2180 kN.m

b. Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương ngang cầu với MNTN
Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn ngang cầu:
N tc  N tct  N tch   bt .Vtru ï   n .Vtng
 5250  1350  25.47,04  10.2,545  7750,55kN.
Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu: Htcx = 170kN.
Momen tiêu chuẩn dọc cầu:
Mtc  Mtcx  Htcy .(CÑÑT CÑÑB)  950  170.(10,7  1,5)  2514 kN.m

2. Tổ hợp tải trọng tính toán
a. Tổ hợp tải trọng tính toán theo phương dọc cầu với MNTN
Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu:
N tt  1,1.N tct  1,4.N tch  1,1.  bt .Vtru ï   n .Vtng





 1,1.5250  1,4.1350  1,1. 25.47,04  10.2,545  8930,605kN.

Tải trọng ngang tính toán dọc cầu: Httx = 1,4.150 = 210kN.
Momen tính toán dọc cầu:

Mdtt  1,4.Mytc  Hxtt .(CÑÑT CÑÑB)  1,4.800  210.(10,7  1,5)  3052 kN.m
b. Tổ hợp tải trọng tính toán theo phương ngang cầu với MNTN
Tải trọng thẳng đứng tính toán ngang cầu:
N tt  1,1.N tct  1,4.N tch  1,1.  bt .Vtru ï   n .Vtng





 1,1.5250  1,4.1350  1,1. 25.47,04  10.2,545  8930,605kN.

Tải trọng ngang tính toán ngang cầu: Htty = 1,4.170 = 238kN.
Momen tính toán ngang cầu:
ng
Mtt  1,4.Mtcx  Htty .(CÑÑT CÑÑB)  1,4.950  238.(10,7  1,5)  3519,6 kN.m
C. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
1. Theo vật liệu làm cọc
Pv  (R a .Fa  R bt .Fbt )

Trong đó:
: hệ số ảnh hưởng bởi độ mảnh cọc, phụ thuộc tỉ số l0/d.
Coi cọc ngàm chặt và đài còn một đầu khớp nên  = 0,7.


.l 0,7.26,5

 46,375 Tra bảng 10.3 phụ lục và nội suy ta được:  = 0,88.
d
0,4

Fa: Tổng diện tích mặt cắt ngang cốt thép cọc.
7


Fa  8.

3,14.1,82
 20,34cm 2
4

Fb: Tổng diện tích mặt cắt ngang bê tông cọc.
Fb = Fc - Fa = 40.40 – 20,34 = 1579,66 cm2
Pv  (R a .Fa  R bt .Fbt )  0,88.(2800.20,34  1579,66.115)  209979,4kG  209,98T

Pv = 209,98T.
2. Theo điều kiện đất nền
Theo phương pháp thống kê:
Cọc chịu nén: Pñn  0,7.m.(1.2 .u. i .l i  3 .F.R i )
n

Cọc chịu kéo: Pñn  0,4.m.1.2 .u. i .l i
i 1

Trong đó:
m: hệ số điều kiện làm việc chọn m = 1.
Dùng cọc đóng nên 1 = 2 = 3 =1.
u: chu vi cọc, u = 4.0,4 = 1,4m.
- Tính lực ma sát đơn vị trung bình i tra bảng và nội suy ta có:
 1  1T/m 2
B1  0,6 


Lớp 1:
 
L1  5m 
 l1  10m

 2  6,71T/m 2
B2  -0,047 

Lớp 2 có:
  
L'1  11,5m 
 l 2  2,3m

 3  2,24T/m 2
B3  0,543 
Lớp 3 có:
  
L1  16,2m 
 l3  7,8m
 4  8,362T/m 2
B4  0,168 
Lớp 4 có:
  
L1  23,3m 
 l 4  6,4m

Mũi cọc ở lớp 4 có:

B4  0,168 

2
  Ri = 762T/m .
L 2  26,5m 

Thay số ta có:

Pñn  0,7.1. 1.1.1,4. 1.10  6,71.2,3  7,8.2,24  6,4.8,362   0,16.762   179,83T
Pñk  0,4.1.1.1.1,4. 1.10  6,71.2,3  7,8.2,24  6,4.8,362   94,5T

D. XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC
1. Số lượng cọc
Phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài:
P 
tt

Pñn

(3d)

2



179,83
 124,8T
(3.0,4)2

Diện tích sơ bộ đáy đài:
8

Fsb 

N tt
893,1

 7,4m 2
tt
P   tb .hñ .1,1 124,8  2,2.2.1,1

Số lượng cọc: n c  .

N tt  N ñtt
n
ñ

P

 1,5.

893,06  2,2.7,4.2.1,1
 7,7 cọc.
179,83

chọn 12 cọc.
2. Bố trí cọc
Chọn 12 cọc bố trí thành ba hàng mỗi hàng 4 cọc, hàng giữa 1 cọc, các cọc bố
trí và khoảng cách như hình 2.
2

9

10

4

7

8

11

12

3,4m

4

R600
6

3

1,2m

1,6m

1,2m

1

5,8m

Hình 2: Sơ đồ bố trí cọc
Khoảng cách giữa các cọc từ: 3d 6d với d là chiều dài của cạnh cọc.
Khoảng cách từ mép cọc đến mép đài từ: a 25cm, chọn a = 30cm.
Khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương dọc cầu (phương x)
S = 3d = 3x0,4 = 1,2 m
Khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương ngang cầu (phương y):
D = 4d = 4x0,4 = 1,6 m
Kích thước đài:
B = 2a + 2S + d = 0,3.2 + 2,4 + 0,4 = 3,4 m
A = 2a + 3D + d = 0,3.2 + 4,8 + 0,4 = 5,8 m
Tải trọng có hiệu của phần bệ trụ:
NB = A.B.h.(bt - n).1,1 = 5,8.3.2.(2,5 - 1).1,1 = 57,42T
E. KIỂM TOÁN MÓNG CỌC THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN
1. Kiểm tra sức chịu tải của cọc theo trạng thái giới hạn thứ I
a. Xác định nội lực đầu cọc (móng cọc bệ cao):
- Chiều dài chịu nén và chịu uốn của cọc:
Cọc ma sát:
KL = d/5 = 0,4/5 = 0,08; E = 30000Mpa = 30000000kN/m2; F = 0,16m2;
Đất là sét dẻo cứng nên Ch = 4000 kN/m4; Fm = 0,16m2.
LN = L0 + h +

K L .E.F
K .E.F
0,08.30000000.0,16
= 3,1 + 24,9 +
= 49,4m.
 L

4000.28.0,16
m.L c .Fm
Ch .Fm

9


chọn  = 7; ta có h = 24,9m > 2d = 2.7.0,4 = 5,6m.
LM = h + d = 3,1 + 7.0,4 = 5,9m.
Tải trọng tính toán theo phương dọc cầu:
Ntt = 893,06 + 57,42 = 950,48T; Mytt = 305,2T.m; Hxtt = 21T.
Gọi u, v,  là chuyển vị ngang, chuyển vị thẳng đứng và góc xoay của bệ
quanh trọng tâm O của bệ.
rik: phản lực tại liên kết i do chuyển vị tại liên kết k gây ra.
Ta có hệ phương trình chính tắc:
 rvv v  rvu u  rv  N tt

tt
 ruv v  ruu u  ru  H x

tt
 rv v  ru u  r  M y
Cọc bố trí hai hàng ngoài cùng theo phương ngang cầu xiên theo tỉ lệ 1:10
nên ta có góc xiên  = 5,710.
LN = 32m; LM = 5,9m; Jc = bh3/12 = 40.403/12 = 2,133.10-3m4
Cos2 = 0,99; Cos = 0,995; Sin2 = 0,03; Sin = 0,0995;
x1 = 1,2m; x2 = 0; x3 = -1,2m.
n

rvv  E

i 1

Fi
 0,16

0,16
0,16
cos2 i  3000000.4. 
.0,99 
.1 
.0,99   115821,9
L Ni
49,4
49,4
 49,4


n
Fi
J
2
ruu  E 
sin  i  12E  3 i cos2  i 
i 1 L Ni
i 1 L Mi
n

 0,16

2,133.10 3

 3000000.4. 
0,03.2  0   12.
0,99.2

1



  6788,69
5,93
 49,4


r

n
Fi 2
J
2
 E
.x i .cos i  4E  i 
i 1 L Ni
i 1 L Mi
n

 0,16
2,133.10 3 
2
2
3000000.4. 

. 1,2 .0,99  0.1  1,2 .0,99  4.4.
  180788,4
5,9
 49,4

n
F
rvu  ruv  E i .sin i .cos i
i 1 L Ni



 3000000.4.
n

rv  rv  E
i 1



0,16
.  0,995.0,0995  0  0,995.(0,0995)   0
32

Fi
0,16
.x i .cos2 i  3000000.4.
. 1,2.0,99  0  (1,2).0,99   0
L Ni
32

10


n

ru  ru  E 
i 1

n
Fi
J
.x i sin  i .cos  i  6E  2 i cos  i 
L Ni
i 1 L Mi

 0,16

.
1,2.0,0995.0,995

0

(

1,2).(

0,0995).0,995




 49,4

  3956,5
 3000000.4. 
 2,133.10 3

0,995.2  1

 6

2
5,9


115821,9v  0.u  0.  950,48
v  0,00821m


Ta có: 0.v  6788,69u  3956,5  21
  u  0,00413m
0.v  3956,5u  180788,4  305,2
  0,00178rad



Xác định nội lực từng cọc:
Các cọc trong một hàng theo phương vuông góc với chiều dọc cầu có nội lực
bằng nhau và được các định theo công thức sau:
Lực dọc trục hàng thứ i:

Ni 

E.Fi
.  v.cos i  u.sin i  x i ..cos i 
L Ni

Lực cắt hàng thứ i:
Qi 

12EJi
L3Mi

.  v.sin i  u.cos i  x i ..sin i  

6EJi

.  v.sin i  u.cos i  x i ..sin i  

4EJi
.
L Mi

L2 Mi

.

Mô men hàng thứ i:
Mi 

6EJi

L2 Mi

Ta lập bảng tính như sau:
Sini

Cosi

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

xi
(m)
1,2
1,2
1,2
1,2
0
0
0
0
-1,2

-1,2
-1,2

12

-1,2

Cọc

F
(m2)
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16

J
(m4)
0,002133
0,002133
0,002133
0,002133
0,002133

0,002133
0,002133
0,002133
0,002133
0,002133
0,002133

Q (T)

0,995
0,995
0,995
0,995
1
1
1
1
0,995
0,995
0,995

LM
(m)
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9

5,9
5,9
5,9
5,9

N (T)

0,0995
0,0995
0,0995
0,0995
0
0
0
0
-0,0995
-0,0995
-0,0995

LN
(m)
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4

49,4
49,4

E
(T/m2)
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000

103,966
103,966
103,966
103,966
79,738
79,738
79,738
79,738
54,713
54,713
54,713

-0,0995

0,995 49,4

5,9

0,16 3000000 0,002133

54,713

Kiểm tra kết quả tính toán:

11

-0,81
-0,81
-0,81
-0,81
-0,418
-0,418
-0,418
-0,418
-0,199
-0,199
-0,199

MT
(T.m)
-4,318
-4,318
-4,318

-4,318
-3,161
-3,161
-3,161
-3,161
-2,517
-2,517
-2,517

MD
(T.m)
7,255
7,255
7,255
7,255
8,413
8,413
8,413
8,413
9,057
9,057
9,057

-0,199

-2,517

9,057

 N .cos    Q .sin   P
 N .sin    Q .cos   H
 N .x .cos    Q .x .sin    M
tt

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

tt
x
i

i

 M ytt

Ta có bảng tính sau:
Cọc

xi

Sini

Cosi

N
(T)

Q
(T)

1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
12

1,2
1,2
1,2
1,2
0
0
0
0
-1,2
-1,2
-1,2
-1,2

0,0995
0,0995
0,0995
0,0995
0
0
0
0
-0,0995
-0,0995

-0,0995
-0,0995

0,995
0,995
0,995
0,995
1
1
1
1
0,995
0,995
0,995
0,995

103,966
103,966
103,966
103,966
79,738
79,738
79,738
79,738
54,713
54,713
54,713
54,713

-0,81

-0,81
-0,81
-0,81
-0,418
-0,418
-0,418
-0,418
-0,199
-0,199
-0,199
-0,199

MT NiCosi QiSini NiSini QiCosi xi.NiCosi xi.QiSini
(T.m)
(T)
(T)
(T)
(T)
(T.m)
(T.m)
-4,318
-4,318
-4,318
-4,318
-3,161
-3,161
-3,161
-3,161
-2,517
-2,517

-2,517
-2,517

Giá trị tải trọng tính toán phương dọc cầu

103,446 -0,081
103,446 -0,081
103,446 -0,081
103,446 -0,081
79,738
0
79,738
0
79,738
0
79,738
0
54,439 0,02
54,439 0,02
54,439 0,02
54,439 0,02
N
950,736
950,48

Độ chênh lệch %

0,027

Tổng nội lực đầu các cọc

10,345
10,345
10,345
10,345
0
0
0
0
-5,444
-5,444
-5,444
-5,444

-0,806
-0,806
-0,806
-0,806
-0,418
-0,418
-0,418
-0,418
-0,198
-0,198
-0,198
-0,198
Q
13,916
21

-33,733

124,135
124,135
124,135
124,135
0
0
0
0
-65,327
-65,327
-65,327
-65,327

-0,097
-0,097
-0,097
-0,097
0
0
0
0
-0,024
-0,024
-0,024
-0,024

M
275,7

305,2
-9,67

Sai số rất nhỏ nên bảo đảm thoả mãn điều kiện nội lực đầu cọc.
Tải trọng tính toán theo phương ngang cầu:
Ntt = 893,06 + 57,42 = 950,48T; Mytt = 351,96T.m; Hxtt = 23,8T.
Gọi u, v,  là chuyển vị ngang, chuyển vị thẳng đứng và góc xoay của bệ
quanh trọng tâm O của bệ.
rik: phản lực tại liên kết i do chuyển vị tại liên kết k gây ra.
Ta có hệ phương trình chính tắc:
 rvv v  rvu u  rv  N tt

tt
 ruv v  ruu u  ru  H x

tt
 rv v  ru u  r  M y
Cọc bố trí thẳng đứng nên ta có góc xiên  = 00.
LN = 32m; LM = 5,9m; Jc = bh3/12 = 40.403/12 = 2,133.10-3m4
Cos2 = 1; Cos = 1; Sin2 = 0; Sin = 0;
x1 = 2,4m; x2 = 0,8m; x3 = -0,8m; x4 = - 2,4m;
n

rvv  E
i 1

Fi
3000000.3.4.0,16
cos2 i 
 116599,2

L Ni
49,4

12


n

ruu  E 
i 1

n
Fi
J
sin 2  i  12E  3 i cos2  i 
L Ni
i 1 L Mi

 2,133.10 3

 3000000.3. 12.
1

1

1

1



  4486,613
5,93


n

r  E
i 1

n
Fi 2
J
.x i .cos2  i  4E  i 
L Ni
i 1 L Mi

 0,16
2,133.10 3 
3000000.3. 
. 2,42.1  0,82.1).2  4.4.
  425177,07
49,4
5,9


n
F
0,16
rvu  ruv  E i .sin i .cos i  3000000.3.4.
.0  0

49,4
i 1 L Ni



n

rv  rv  E
i 1



Fi
0,16
.x i .cos2 i  3000000.3.
.  2,4.1  0,8.1  2,4.1  0,8.1  0
L Ni
49,4
n

ru  ru  E 
i 1

n
Fi
J
.x i sin  i .cos  i  6E  2 i cos  i 
L Ni
i 1 L Mi

 2,133.10 3

 3000000.3.  6
1

1

1

1


  13235,507
5,92


116599,19v  0.u  0.  950,48
v  0,0081517m


Ta có: 0.v  4486,613u  13235,507  23,8
  u  0,00853m
0.v  13235,507u  425177,07  351,96
  0,001093rad



Xác định nội lực từng cọc:
Các cọc trong một hàng theo phương vuông góc với chiều dọc cầu có
nội lực bằng nhau và được các định theo công thức sau:

Lực dọc trục hàng thứ i:
Ni 

E.Fi
.  v.cos i  u.sin i  x i ..cos i 
L Ni

Lực cắt hàng thứ i:
Qi 

12EJi
L Mi
3

.  v.sin i  u.cos i  x i ..sin i  

6EJi

.  v.sin i  u.cos i  x i ..sin i  

4EJi
.
L Mi

L2 Mi

.

Mô men hàng thứ i:
Mi 

6EJi
L2 Mi

Ta lập bảng tính như sau:
Cọc
1
2

xi
(m)
2,4
0,8

Sini Cosi
0
0

1
1

LN
(m)
49,4
49,4

LM
(m)
5,9
5,9

F
E
J
N (T)
(m2) (T/m2)
(m4)
0,16 3000000 0,002133 104,703
0,16 3000000 0,002133 87,705

13

Q (T)
1,983
1,983

MT
(T.m)
4,665
4,665

MD
(T.m)
11,78
11,78


3
4
5

6
7
8
9
10
11

xi
(m)
-0,8
-2,4
2,4
0,8
-0,8
-2,4
2,4
0,8
-0,8

12

-2,4

Cọc

0
0
0
0
0

0
0
0
0

1
1
1
1
1
1
1
1
1

LN
(m)
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4
49,4

0

1

49,4

Sini Cosi

LM
(m)
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9

F
(m2)
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16

E

(T/m2)
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000
3000000

J
N (T)
(m4)
0,002133 70,708
0,002133 53,71
0,002133 104,703
0,002133 87,705
0,002133 70,708
0,002133 53,71
0,002133 104,703
0,002133 87,705
0,002133 70,708

5,9

0,16 3000000 0,002133

1,983
1,983

1,983
1,983
1,983
1,983
1,983
1,983
1,983

MT
(T.m)
4,665
4,665
4,665
4,665
4,665
4,665
4,665
4,665
4,665

MD
(T.m)
11,78
11,78
11,78
11,78
11,78
11,78
11,78
11,78

11,78

1,983

4,665

11,78

Q (T)

53,71

Kiểm tra kết quả tính toán:
 Ni .cos i   Qi .sin i  P tt

 N .sin    Q .cos   H
 N .x .cos    Q .x .sin    M
i

i

i

i

i

tt
x

i

i

i

i

i

i

 M ytt

Ta có bảng tính sau:
Cọc

xi

Sini

1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11
12

1,2
1,2
1,2
1,2
0
0
0
0
-1,2
-1,2
-1,2
-1,2

0,0995
0,0995
0,0995
0,0995
0
0
0
0
-0,0995
-0,0995
-0,0995
-0,0995

Cosi

N
(T)

Q
(T)

MT NiCosi QiSini NiSini QiCosi xi.NiCosi xi.QiSini
(T.m)
(T)
(T)
(T)
(T)
(T.m)
(T.m)

0,995 104,7 1,983 4,665
0,995 87,71 1,983 4,665
0,995 70,71 1,983 4,665
0,995 53,71 1,983 4,665
1
104,70 1,983 4,665
1
87,71 1,983 4,665
1
70,71 1,983 4,665
1
53,71 1,983 4,665
0,995 104,7 1,983 4,665

0,995 87,71 1,983 4,665
0,995 70,71 1,983 4,665
0,995 53,71 1,983 4,665

104,7
87,71
70,71
53,71
104,7
87,71
70,71
53,71
104,7
87,71
70,71
53,71

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

1,983 251,287
1,983 70,164
1,983 -56,566
1,983 -128,904
1,983 251,287
1,983 70,164
1,983 -56,566
1,983 -128,904
1,983 251,287
1,983 70,164
1,983 -56,566
1,983 -128,904

Giá trị tải trọng tính toán phương ngang cầu

N
950,478

950,48

Q
23,796
23,8

M
351,963
351,96

Độ chênh lệch %

-0,0002

-0,017

-0,0048

Tổng nội lực đầu các cọc

Sai số rất nhỏ nên bảo đảm thoả mãn điều kiện nội lực đầu cọc.
b. Kiểm toán nội lực dọc trục
Nmax ≤ Pv
Nmax + Nc ≤ Pđ
Nmax: Phản lực đầu cọc lớn nhất, Nmax = 104,7T.
Pv: Sức chịu tải của cọc theo vật liệu, Pv = 209,98T.
14

0
0

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0


Pđ: Sức chịu tải của cọc theo đất nền, Pđ = 179,83T.
Nc: trọng lượng của cọc có xét lực đẩy nổi, Nc = 28.0,16.(2,5-1)*1,1 =7,4T.
Ta có: Nmax = 104,7T < Pv = 209,98T
Nmax + Nc = 104,7 + 7,4 = 112,1T < Pđ = 179,83T.
Vậy cọc đảm bảo chịu lực dọc trục.
c. Kiểm toán tải trọng ngang của cọc
Vì u <1cm nên có thể sử dụng công thức gần đúng trong tài liệu để xác định.
Pntc  .

3EJ
3.30000000.0,002133
.u  0,12.
.0,00853  6,6 T
3
l0
3,13

Mà max(Qx,Qy) = 1,98T< Pntc = 6,6T, vậy cọc thoả mãn chịu tải trọng ngang.

d. Kiểm toán ứng suất dưới mũi cọc (móng khối quy ước)
Xác định góc :  

tb
4

tb: góc ma sát trung bình của các lớp đất trong phạm vi của cọc.
tb 

 h .
h
i

i

i



10.8,93  2,3.18,6  7,8.15,52  6,4.22,75
 15,040
10  2,3  7,8  6,4



tb 15,04 0

 3,76 0
4
4

Đáy móng khối quy ước có kích thước:
A qu  A1  2Ltg  3  0,4  2.28tg3,76 0  7,1m
Bqu  B1  2Ltg  4,8  0,4  2.28tg3,76 0  8,9m

Diện tích đáy móng khối quy ước: Fqu  A qu .Bqu  8,9.7,1  63,19m 2
Điều kiện để nền đất dưới đáy móng khối quy ước ổn định:
tc
 Pmax
 1,2R tc
 tc
 Pmin  0
 tc
tc
 Ptb  R

Ta có độ lệch tâm theo phương dọc cầu eA:
eA 

M tt  Q tt .Hñ
N tt



305,2  21.10,7
 0,605m
950,48

Ta có:
tc

Pmax

min

N tc  6eA 
775,055  57,42  6.0,605 
1 
   tb .H m 
1 
  2.26,5
Fqu 
A qu 
63,19
8,9


tc
tc
Pmax
 71,55T/m 2 ;Pmin
 60,8T/m 2

Ta có độ lệch tâm theo phương ngang cầu eB:
eA 

M tt  Q tt .H ñ
N

tt



351,96  23.10,7
 0,629m
950,48
15


Ta có:
N tc  6eA 
775,055  57,42  6.0,629 

1 
   tb .H m 
1 
  2.26,5
Fqu 
A qu 
63,19
7,1 


P

tc
max
min

tc
tc

Pmax
 73,18T/m 2 ;Pmin
 59,17T/m 2

Xác định khả năng chịu tải của nền dưới đáy móng khối quy ước:
R tcqu 

m1 .m 2
.(1,1A.Bqu .  1,1B.H m . ' 3.D.c)
k tc

Trong đó:
Lớp đất dưới mũi cọc là lớp đất 4 nên  =22,750 =>Tra bảng 5.8 phụ lục ta
có: A = 0,66; B = 3,65; D = 6,2.
m1: hệ số điều kiện làm việc của nền đất, chọn m1 = 1
m2: hệ số điều kiện làm việc của công trình tác động qua lại với nền đất, chọn
m2 = 1
ktc =1: Hệ số tin cậy.
: trọng lượng riêng của đất dưới mũi cọc,  = 20kN/m3.
’: trọng lượng riêng trung bình của đất từ đáy móng quy ước lên mặt đất.
' 

  .h
h
dn i

i

i



0,873.10  1,042.2,3  0,883.7,8  0,968.6,4
 0,914T/m 3
26,5

c: lực dính của đất dưới mũi cọc, c = 27kN/m2.
Thay vào ta có:
1.1
.(1,1.0,663.7,1.0,968  1,1.3,65.26,5.0,914  3.6,2.2,73)
1
 153,037T /m 2 .

R tcqu 

Kiểm tra điều kiện ổn định:
tc
Pmax
 73,18/m 2  1,2R tcqu  183,64T/m 2 .
 tc
2
Pmin  59,17T/m  0

=> Vậy nền đất dưới đáy móng khối quy ước làm việc ổn định theo cường độ.
2. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn thứ II (Kiểm toán biến dạng của
nền).
a. Kiểm tra lún dưới đáy móng khối quy ước
Áp lực gây lún tại tâm móng:
Pgl  Ptbtc   '.H m  66,175  0,914.26,5  41,954T/m 2

Chia các lớp đất dưới mũi cọc thành nhiều lớp nhỏ, mỗi lớp dày:
hi 

Bqu
4



7,1
 1,775m , chọn hi = 1,5m
4

Ta có bảng tính lún như sau:

16


Lớp

Điểm

1
2
3
4
5
6
7
8
9

0
1
2
3
4
5
6
7
8

zi
(m)
0
1,5
3
4,5
6
7,5
9
10,5
12

2zi/Bqu

Aqu/Bqu

K0

0

0,423
0,845
1,268
1,69
2,113
2,535
2,958
3,38

1,253
1,253
1,253
1,253
1,253
1,253
1,253
1,253
1,253

1
0,73303
0,60845
0,50925
0,41521
0,33285
0,26604
0,21404
0,17416

z

(kN/m2)
41,954
30,753
25,527
21,365
17,42
13,965
11,161
8,98
7,307

bt
(kN/m2)
24,221
25,673
27,125
28,577
30,029
31,481
32,933
34,385
35,837

Ta thấy bt = 35,837T/m2 > 5.gl = 7,307T/m2.
Do đó ta tính lún đến lớp thứ 9 thì ngưng.
Độ lún của nền dưới móng khối quy ước:
 41,954


30,754


25,527

21,365

17,42


zi 0,8.1,5

2
  0,1013m
S  .h i .

.
E
1900 
6,022 
 13,936  11,161  8,98  7,307 

2



S  0,1013m  10,13cm  Sgh  1,5. L  1,5. 50  10,6cm vậy thỏa mãn yêu cầu.

G. TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC VÀ CỌC
1. Kiểm tra theo điều kiện xuyên thủng của đài cọc
Chọn khoảng cách đặt lưới thép phủ đầu cọc: 0,05 m.
Chọn cọc ngàm vào đài 0,5m.

Chiều cao làm việc h0 = hđ – hng cọc – hphủ = 2 – 0,5 - 0.05 = 1,45 (m).
- Kiểm tra theo điều kiện chống chọc thủng:
Vì ho = 1,45m nên 2h o  bc  2.1,45  0,6  3,5m  b  3,4m
Pxt  (ak + b).ho.k.Rk  ho 

P xt
(ak  b).k.R k

Ta có: c = 0,15 – 0,4/2 = -0,05m tra bảng 10.15 được k = 1,135.
Pxt = 3Pmax = 3.104,7 = 314,1T
Nên ho 

314,1
 0,035m , vậy ho = 1,45m thỏa mãn.
(1,2  3,4).1,315.1450

- Kiểm tra theo điều kiện phá hoại trên mặt phẳng nghiêng:
P xt .h 0 314,1.1,45
P xt
h o  1,45m 


 0,118m nên thỏa mãn.
b tb .R k
F.R k
2,65.1450

Vậy đài cọc không bị xuyên thủng.
2. Chọn và bố trí cốt thép trong đài cọc
17

2

3

1,2m

R600
5

4

6

7

8

11

12

3,4m

1,6m

1,2m

1

0,6m

0,45m

9

10
5,8m

Hình 3: Vị trí các mặt cắt tính cốt thép
Theo phương I-I (cọc 1,5 và cọc 9): ri lấy nửa cung tròn đến mép trong cọc
Mô men: M II   Pi .ri  3.104,7.0,45  141,345T.m
MII
141,345.105

 38,68cm 2
0,9.h 0 .R a 0,9.145.2800

Diện tích thép: Fa 

Chọn 1718 a210
Theo phương II-II (cọc 1 ÷ 4):
Mô men: M II   Pi .ri  2.(104,7  53,71).0,6  190,092T.m
MII
190,092.105

 52,02cm 2
0,9.h 0 .R a 0,9.145.2800

Diện tích thép: Fa 
Chọn 2616 a230
1

1,6m

2

3

R600
6

a210
26016

1,2m

5

17018

7

a230

1

2

0,6m

0,45m

9

11

10

Hình 4: Bố trí cốt thép đáy bệ
3. Kiểm tra cọc làm việc theo cẩu, lắp
a. Kiểm tra cọc làm việc theo vận chuyển
Tính thép trong cọc: Dựa vào sơ đồ cẩu cọc khi vận chuyển, sắp xếp cọc trong
bãi, cẩu cọc khi đóng cọc để tính cốt thép trong cọc. Tải tác dụng lên cọc chủ yếu
18


là do trọng lượng bản thân cọc.
Trọng lượng bản thân cọc trên 1m dài:
q  n.Fc . bt  1,4.0,16.2,5  0,56T /m

Trong đó:
Fc: diện tích tiết diện ngang của cọc.
bt: khối lượng riêng của bê tông, bt =2,5T/m3.
n: hệ số vượt tải, n = 1,4
Ta có biểu đồ môment trong quá trình cẩu lắp, vận chuyển:
q

2T.m

d

2T.m

1,172T

1,172T

0,818T

0,818T

2700

2700

6600
A

B

Hình 5: Sơ đồ làm việc khi vận chuyển cọc
q.l2 q.  0,207.L 
0,56.(0,207.10)2



 1,2T.m
2

2
2
2

Ta có: Mmax

Qmax = 1,172T
b. Kiểm tra cọc làm việc theo dựng lắp
Mmax = 0,043.q.L2 = 0,043.0,56.102 = 2,408T.m
Khi có kể đến hệ số động Kđ = 2 nên giá trị mô men tính toán lớn nhất:
Mmax = 2,048.2 = 4,816 T.m
M
4,816.105
Diện tích thép: Fa 

 5,62cm 2
0,9.h 0 .Ra 0,9.34.2800

Ta có biểu đồ mô men khi dựng lắp cọc như hình 6.
Theo như ta chọn 318 có Fa = 7,63cm2 > 5,62cm2 nên đảm bảo yêu cầu.
- Tính thép móc cẩu:
Thép làm móc cẩu thỏa điều kiện: Pcoïc  R k .Fa
Pcọc = q.L = 0,56.10 = 5,6T.
19


q

4,816T.m

Hình 6: Sơ đồ cẩu lắp và biểu đồ mô men
Đường kính thép làm móc cẩu lắp:
d

Pc .4
5,6.105.4

 15,96cm
.R a
3,14.2800

Chọn 1 móc cẩu 16.
II. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP
A. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC KẾT CẤU
1. Kích thước và cao độ bệ cọc
Trụ cầu nằm xa bờ và phải bảo đảm thông thuyền, sự thay đổi cao độ giữa
MNTN và MNCN tương đối cao. Phương án móng cọc đài thấp nên Chọn CĐĐB
thấp hơn hoặc bằng chiều sâu sói lở thấp nhất để đảm bảo cọc không chịu tải trọng
ngang, chọn CĐĐB là ≤ -1,6m.
Cao độ mặt bệ (CĐMB): 1,0m
Chiều dày bệ cọc: hb = 2m.
Cao độ đáy bệ (CĐĐB): -2m.
2. Kích thước và cao độ của cọc
- Chọn cọc là cọc BTCT đúc sẵn có kích thước (400x400mm). Cọc đóng vào
lớp đất 4, dự kiến cao độ mũi cọc -27m. Bê tông B25.
- Chiều dài cọc (chưa kể chiều dài cọc ngàm vào đài) Lc:
Lc = (cao độ sói lở) CĐXL – (cao độ mũi cọc) CĐMC = -2 – (-27) = 25m.
Độ mảnh của cọc: D/L = 0,4/25 = 0,016 thoả mãn điều kiện:
1 D 1
 

 0,025
70 L 40
Tổng chiều dài của cọc: L = Lc + 1m = 25 + 1 = 26m.
Vậy chọn 3 đốt cọc 10m + 8m + 8m. Các cọc được nối với nhau bằng liên
kết hàn, mũi cọc dài 8m, Các đoạn nối không nằm trên một mặt phẳng.
3. Tính toán tải trọng trụ cầu
Chiều cao đỉnh trụ (CCĐT) = MNTT + Htt – 0,3 = 5 + 6 – 0,3 = 10,7m.
Chiều cao cột trụ:
Htr = CCĐT - chiều dày mũ trụ (CDMT) – Cao độ mặt bệ (CĐMB)
20


= 10,7 – 1,4 – 1 = 8,2m.
Thể tích đỉnh trụ:
V1 = 0,8.8.1,7 = 10,88m3
V2 = (5+8).1,7.0,5.0,6 = 6,63m3


1,22
Thể tích trụ: Vtr   3,14.
 1,2.3,3  .8,2  41,7413m 3
4


Thể tích trụ tính đến mặt bệ:
V = V1 + V2 + Vtr = 10,88 + 6,63 + 41,7413 = 59,2513m3.


1,22
Thể tích cột trụ ngập trong nước: Vtr   3,14.

 1,2.3,3  .4,5  22,91m 3
4


B. TỔ HỢP TẢI TRỌNG
1. Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn
a. Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương dọc cầu với MNTN
Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu:
N tc  N ttc  N tch   bt .Vtru ï   n .Vtng
 5250  1350  25.59,2513  10.22,91  7852,183kN.
Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu: Htcx = 150kN.
Momen tiêu chuẩn dọc cầu:
Mtc  Mtcy  Htcx .(CÑÑT CÑÑB)  800  150.(10,7  (2))  2705kN.m

b. Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương ngang cầu với MNTN
Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn ngang cầu:
N tc  N ttc  N tch   bt .Vtru ï   n .Vtng
 5250  1350  25.59,2513  10.22,91  7852,183kN.
Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu: Htcx = 170kN.
Momen tiêu chuẩn dọc cầu:
Mtc  Mtcx  Htcy .(CÑÑT CÑÑB)  950  170.(10,7  (2))  3109 kN.m

2. Tổ hợp tải trọng tính toán
a. Tổ hợp tải trọng tính toán theo phương dọc cầu với MNTN
Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu:



N tt  1,1.N tct  1,4.N tch  1,1.  bt .Vtru ï   n .Vtng



 1,1.5250  1,4.1350  1,1.  25.59,253  10.22,91  9042,448kN.

Tải trọng ngang tính toán dọc cầu: Httx = 1,4.150 = 210kN.
Momen tính toán dọc cầu:
d
Mtt  1,4.Mytc  Hxtt .(CÑÑT CÑÑB)  1,4.800  210.(10,7  2)  3787kN.m
b. Tổ hợp tải trọng tính toán theo phương ngang cầu với MNTN
Tải trọng thẳng đứng tính toán ngang cầu:
21




N tt  1,1.N tct  1,4.N tch  1,1.  bt .Vtru ï   n .Vtng



 1,1.5250  1,4.1350  1,1.  25.59,253  10.22,91  9042,448kN.

Tải trọng ngang tính toán ngang cầu: Htty = 1,4.170 = 238kN.
Momen tính toán ngang cầu:
ng
Mtt  1,4.Mxtc  Htty .(CÑÑT CÑÑB)  1,4.950  238.(10,7  2)  4352,6 kN.m
C. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
1. Theo vật liệu làm cọc
Pv  (R a .Fa  R bt .Fbt )

Trong đó:

: hệ số ảnh hưởng bởi độ mảnh cọc, phụ thuộc tỉ số l0/d.
Coi cọc ngàm chặt và đài còn một đầu khớp nên  = 0,7.


.l 0,7.25

 43,75 Tra bảng 10.3 phụ lục và nội suy ta được:  = 0,89125.
d
0,4

Fa: Tổng diện tích mặt cắt ngang cốt thép cọc.
Fa  8.

3,14.1,82
 20,34cm 2
4

Fb: Tổng diện tích mặt cắt ngang bê tông cọc.
Fb = Fc - Fa = 40.40 – 20,34 = 1579,66 cm2
Pv  (R a .Fa  R bt .Fbt )  0,89125.(2800.20,34  1579,66.115)  212663,7kG  212,6637T

Pv = 212,6637T.
2. Theo điều kiện đất nền
Theo phương pháp thống kê:
Cọc chịu nén: Pñn  0,7.m.(1.2 .u. i .l i  3 .F.R i )
n

Cọc chịu kéo: Pñn  0,4.m.1.2 .u. i .l i
i 1

Trong đó:
m: hệ số điều kiện làm việc chọn m = 1.
Dùng cọc đóng nên 1 = 2 = 3 =1.
u: chu vi cọc, u = 4.0,4 = 1,4m.
- Tính lực ma sát đơn vị trung bình i tra bảng và nội suy ta có:
 1  1,05T/m 2
B1  0,6 
Lớp 1:
  
L1  6m 
 l1  8m
 2  6,661T/m 2
B2  -0,047 

Lớp 2 có:
  
L'1  11,15m 
 l 2  2,3m

 3  2,24T/m 2
B3  0,543 
Lớp 3 có:
  
L1  16,2m 
 l3  7,8m

22


 4  8,397T/m 2

B4  0,168 

Lớp 4 có:
  
L1  23,55m 
 l 4  6,9m


Mũi cọc ở lớp 4 có:

B4  0,168
2
  Ri = 768T/m .
L 2  27m 

Thay số ta có:

Pñn  0,7.1. 1.1.1,4. 1,05.8  6,661.2,3  7,8.2,24  6,9.8,397   0,16.768  183,165T

Pñk  0,4.1. 1.1.1,4. 1,05.8  6,661.2,3  7,8.2,24  6,9.8,397   97,149T

D. XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC
1. Số lượng cọc
Phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài:
P 
tt

Pñn

(3d)

2



183,165
 127,2T
(3.0,4)2

Diện tích sơ bộ đáy đài:
N tt
904,2448
Fsb  tt

 7,54m 2
P   tb .hñ .1,1 127,2  2,2.3.1,1

Số lượng cọc: n c  .

N tt  N ñtt
n
ñ

P

 1,5.

904,2448  2,2.7,54.3.1,1
 7,85 cọc.
183,165

chọn 12 cọc.
2. Bố trí cọc
Chọn 12 cọc bố trí thành ba hàng mỗi hàng 4 cọc, hàng giữa 1 cọc, các cọc bố
trí và khoảng cách như hình 2.
2

9

10

4

7

8

11

12

3,4m

4

R600
6

3

1,2m

1,6m

1,2m

1

5,8m

Hình 2: Sơ đồ bố trí cọc
Khoảng cách giữa các cọc từ: 3d 6d với d là chiều dài của cạnh cọc.
Khoảng cách từ mép cọc đến mép đài từ: a 25cm, chọn a = 30cm.
Khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương dọc cầu (phương x)
S = 3d = 3x0,4 = 1,2 m
Khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương ngang cầu (phương y):
D = 4d = 4x0,4 = 1,6 m
23


Kích thước đài:
B = 2a + 2S + d = 0,3.2 + 2,4 + 0,4 = 3,4 m
A = 2a + 3D + d = 0,3.2 + 4,8 + 0,4 = 5,8 m
Tải trọng có hiệu của phần bệ trụ:
NB = A.B.h.(bt - n).1,1 = 5,8.3,4.3.(2,5 - 1).1,1 = 97,614T
E. KIỂM TOÁN MÓNG CỌC THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN
1. Kiểm tra sức chịu tải của cọc theo trạng thái giới hạn thứ I
a. Xác định nội lực đầu cọc
Pmax

N

nc

min

tt



M tty .x max

x

2
i



M ttx .y max

y

2
i

 N : tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng tại đáy đài cọc.
 N  N  N  904,2448  97,614  1001,859kN
 M : tổng môment quy về tại đáy đài cọc.
 M  3787kN.m ,  M  4352,6kN.m

tt

tt

tt
0

tt
ñ

tt

tt
y

tt
x

Pmax

Theo sơ đồ bố trí ta có xmax = 1,2m; xmin = 0. ymax = 2,4m, ymin = 0,8m
Cọc số 1, số 5, số 9:
tt
N tt M y .x max M ttx .y max 9042,448 3787.1,2
4352,6.2,4








 1352,045kN
2
2
2
2
2
nc
12
x
y
8.(1,2)
8.(0,8

2,4
)
 i
 i

Cọc số 4, số 8,12:
tt
N tt M y .x max M ttx .y max 9042,448 3787.1,2
4352,6.2,4

Pmax 






 155,03kN
2
2
2
nc
12
8.(1,2)
8.(0,82  2,42 )
 xi
 yi
tt
n

Pmax  1352,045kN  Pñ  1831,65kN
Ta có:  tt
=> Vậy cọc đủ khả năng chịu tải.
P

155,03kN

0

 min

b. Kiểm toán nội lực dọc trục
Nmax ≤ Pv
Nmax + Nc ≤ Pđ
Nmax: Phản lực đầu cọc lớn nhất, Nmax = 135,2T.
Pv: Sức chịu tải của cọc theo vật liệu, Pv = 212,66T.

Pđ: Sức chịu tải của cọc theo đất nền, Pđ = 183,165T.
Nc: trọng lượng của cọc có xét lực đẩy nổi, Nc = 25.0,16.(2,5 -1)*1,1 = 6,6T.
Ta có: Nmax = 135,2T < Pv = 212,66T
Nmax + Nc = 135,2 + 6,6 = 141,8T < Pđ = 183,165T.
Vậy cọc đảm bảo chịu lực dọc trục.
c. Kiểm toán ứng suất dưới mũi cọc (móng khối quy ước)
Xác định góc :  

tb
4

24


tb: góc ma sát trung bình của các lớp đất trong phạm vi của cọc.
tb 

 h .
h
i

i



i

10.8,93  2,3.18,6  7,8.15,52  6,4.22,75
 15,040
10  2,3  7,8  6,4



tb 15,04 0

 3,76 0
4
4

Đáy móng khối quy ước có kích thước:
A qu  A1  2Ltg  3,4  0,4  2.25tg3,76 0  7,1m
Bqu  B1  2Ltg  4,8  0,4  2.25tg3,76 0  8,5m

Diện tích đáy móng khối quy ước: Fqu  A qu .Bqu  8,5.7,1  60,35m 2
Điều kiện để nền đất dưới đáy móng khối quy ước ổn định:
tc
 Pmax
 1,2R tc
 tc
 Pmin  0
 tc
tc
 Ptb  R

Ta có độ lệch tâm theo phương dọc cầu eA:
eA 

M ttx
N

tt



3787
 0,419m
9042,448

Ta có:
tc
Pmax

min

N tc  6eA 
9042,448  6.0,419 
1 
   tb .H m 
1 
  2,2.27
Fqu 
A qu 
60,35 
8,5 
tc
tc
Pmax
 253,54kN/m 2 ;Pmin
 164,92kN/m 2

Ta có độ lệch tâm theo phương ngang cầu eB:
eA 

M tty
N

tt



4352,6
 0,481m
9042,448

Ta có:
P

tc
max
min

N tc  6eA 
9042,448  6.0,481 

1 
   tb .H m 
1 
  2,2.27
Fqu 
A qu 

60,35 
7,1 
tc
tc
Pmax
 270,14kN/m 2 ;Pmin
 148,33kN/m 2

Xác định khả năng chịu tải của nền dưới đáy móng khối quy ước:
R tcqu 

m1 .m 2
.(1,1A.Bqu .  1,1B.H m . ' 3.D.c)
k tc

Trong đó:
Lớp đất dưới mũi cọc là lớp đất 4 nên  =22,750 =>Tra bảng 5.8 phụ lục ta
có: A = 0,66; B = 3,65; D = 6,2.
m1: hệ số điều kiện làm việc của nền đất, chọn m1 = 1
25