Đồ án nền móng công trình (móng cọc )

TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
PHẦN I : TÓM TẮT ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
I.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH :

- Tên công trình : Nhà sở chỉ huy Quân khu.
- Công năng sử dụng : Công trình được sử dụng làm nhà làm việc.
- Quy mô xây dựng : Công trình được xây dựng với quy mô 06 tầng. Chiều cao tầng thiết kế
3,9m. Diện tích sàn tầng điển hình là 719,33 m2.

- Giải pháp kết cấu lựa chọn :
+ Công trình sử dụng khung Bê tông cốt thép làm kết cấu chịu lực chính. Kết hợp với
tường xây 220 làm kết cấu bao che và phân chia không gian.
+ Nhịp nhà cách đều 6.0m. Chiều cao tầng thiết kế 3,9m.
+ Sử dụng bê tông cấp độ bền B20. Cốt thép có được kính ≤ 10 mm sử dụng thép CI,
đường kính > 10mm sử dụng thép CII.
I.2. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

1. 2.1. Sơ đồ mặt bằng : Sơ đồ 03

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI
LỚP :

B2XDDD18A14

1
Page:…...

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

1.2.2.Sơ đồ địa chất : HK - 01

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI
LỚP :

B2XDDD18A14

2
Page:…...

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

1.2.3.Số liệu hình học, tải trọng :

Kích thước công trình
(m)

Tải trọng trục A; ( B )

( T.m )

Tải trọng trục C; ( D )

(T)

( T.m )

(T)

L1

L2

L3

h1

Mx

My

N

Qx

Qy

Mx

My

N

Qx

Qy

8,6

2,4

8,3

3,9

30

20

310

10

18

10

8

80

2,1

1,1

I.3. ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN CÔNG TRÌNH :
1.3.1. Điều kiện địa chất công trình :
Trong phạm vi khảo sát đến chiều sâu - 16,2m ( tính từ Cos ± 0,00m ) nền đất được cấu tạo
bao gồm 6 lớp đất, cụ thể là :
+ Lớp 1 : Lớp đất trồng trọt. Chiều dày 0.65m.
+ Lớp 2 : Lớp đất dính. Chiều dày 1.5m.
+ Lớp 3 : Lớp bùn sét. Chiều dày 2.5m.
+ Lớp 4 : Lớp đất dính. Chiều dày 3.5m
+ Lớp 5 : Lớp cát hạt nhỏ , chặt vừa. Chiều dày 4.0m.
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI
LỚP :

B2XDDD18A14

3
Page:…...

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

+ Lớp 6 : Lớp đất dính. Chiều dày 4.05m.
Tính chất cơ lý của các lớp đất thể hiện trên sơ đồ HK-01.
1.3.2. Điều kiện địa chất thủy văn công trình :
Công trình xây dựng ở khu vực có nước ngầm khá sâu. Cao trình mực nước ngầm ở Cos
-8,15m. Nước ngầm có sự thay đổi theo mùa...
I.4.NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN :
1.4.1: Yêu cầu thiết kế :
Thiết kế móng dưới cột trục A (B); C (D); dầm đỡ tường trục B.
1.4.2: Nội dung thiết kế :

1. Đánh giá điều kiện địa chất công trình của khu vực xây dựng. Xác định tính chất cơ lý của đất.
Tính toán sức chịu tải của nền.

2.Nghiên cứu giải pháp mặt bằng móng tùy thuộc vào điều kiện địa chất – thủy văn, tính chất và
trị số của tải trọng mà chọn móng nông hay móng sâu, nền tự nhiên hay nhân tạo. Mỗi giải
pháp mặt bằng móng cần :

- Chọn và lập luận chiều sâu chôn móng.
- Xác định kích thước đế móng.
- Tính lún cho móng.
- So sánh kinh tế các phương án.
3.Tính toán thiết kế cụ thể cho một phương án đã chọn ( bao gồm xác định tải trọng tác dụng,
kích thước đế móng, tính cốt thép cho móng, tính lún, kiểm tra ổn định của nền...)
4.Nghiên cứu cấu trúc của lớp chống thấm ( khi có tầng hầm và mực nước ngầm cao ).
5. Các đề nghị về phương pháp thi công : Các biện pháp ngăn ngừa khả năng phá hoại cấu tạo
tự nhên của nền đất.

PHẦN II : ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ MÓNG.
Căn cứ Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình ( HK-01) cho thấy : Khu vực xây dựng

có cấu tạo địa chất khá phức tạp trong phạm vi chiều sâu khảo sát, bao gồm 06 lớp đất có trạng
thái và tính chất cơ lý khác nhau.Vì vậy cần xem xét tính toán kỹ để lựa chọn phương án thiết
kế móng phù hợp, đảm bảo khả năng làm việc của móng cũng như tiết kiệm vật liệu và chi phí
thi công.

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI
LỚP :

B2XDDD18A14

4
Page:…...

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRNG: HC VIN K THUT QUN S

THUYT MINH N : NN MểNG

Trong phm vi chiu dy kho sỏt a cht cú thy s xut hin ca mc nc ngm, tuy
nhiờn mc nc ngm khỏ sõu ( - 8,15m) nờn ớt cú kh nng nh hng ti phng ỏn thi
cụng múng.
2.1.ỏnh giỏ cỏc ch tiờu c lý ca cỏc lp t v tớnh cht xõy dng ca t :
( Theo TCVN 9362:2012)
-Lp 1 : Lp t trng trt, chiu dy 0,65m.

mô tả đ?a chất - hk1

-Lp 2 : Lp t dớnh.

+ Ch s do : A = 14.7 % => t sột pha.

Tỷ l ệ: m

õy l lp t khụng cú kh nng xõy dng.
Số

B? dầy

K? hiệu

hiệu

lớ p

t hạ ch học

lớ p

(m)

mô t ả đ?a t ầng

+ st B : 0.5 < B = 0.68 0.75 => t sột
pha trng thỏi do mm.
-Lp 3:Lp bựn sột.
+ Ch s do : A = 18,6% => t sột.
+ st B : 0.75 B=0.90 1 => t sột
trng thỏi do nhóo.
-Lp 4:Lp t dớnh.

+ Ch s do : A = 13.3% => t sột pha.
+ st B : 0 B=0.24 0.25 => t sột
pha trng thỏi na cng.
-Lp5 : Lp cỏt ht nh.
+ H s rng e0 : 0.6 e0=0.72 0.75 => Cỏt
ht nh trng thỏi cht va.
-Lp 6: Lp t dớnh.
+ Ch s do : A = 12,7% => t sột pha.
+ st B : 0.25 B=0.48 0.5 => t sột
pha trng thỏi do cng.
- Nhn xột : Nn t cú cu to lp khụng ng nht, cỏc lp t yu v t tt nm xen k
nhau . Lp t s 1 l t trng trt khụng cú kh nng xõy dng. Lp t s 2 cú sc chu ti
trung bỡnh nhng chiu dy khụng ln, li nm trờn lp t s 3 l lp bựn sột cú sc chu ti
kộm hn nờn nu t múng vo lp t ny phi tin hnh x lý nn t. Cỏc lp t s 4, 5 , 6
cú sc chu ti tng i tt nhng nm di sõu.
SINH VIấN: VI VN HOI
LP :

B2XDDD18A14

5
Page:...

GVHD: MAI C MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

2.2.Lựa chọn phương án móng :
- Tải trong công trình ở mức trung bình, diện tích xây dựng lớn, khu vực xây dựng biệt lập,
bằng phằng.
- Lớp 1 có tính chất cơ lý không tốt, chiều dày nhỏ. Lớp đất số 2 có khả năng chịu lực trung
bình, chiều dày không lớn, nằm trên 1 lớp sét dẻo nhão có cường độ khá yếu.
- Mực nước ngầm ở khá sâu nên ít có khả năng ảnh hưởng tới việc thi công móng.
Từ các đặc điểm trên, có thể lựa chọn một số phương án móng cho công trình như sau :
2.2.1 : Phương án 1 : Móng nông trên nền nhân tạo :
- Sử dụng móng đơn BTCT dưới cột, móng đặt trên lớp đệm cát hạt trung.
2.2.2 : Phương án 2 : Móng sâu :
- Sử dụng móng cọc, dùng cọc Bê tông cốt thép để truyền tải trọng của công trình xuống các
lớp đất tốt phía dưới có sức chịu tải lớn hơn.
2.3 : Tính toán sơ bộ phương án 1:Móng nông trên nền nhân tạo.
- Dựa vào điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn công trình, đặc điểm tải trọng tác
dụng ta lựa chọn phương án dùng đệm cát dưới móng. Đệm cát thay thế cho một phần lớp đất
sét pha có tính chất cơ học thấp, chiều dày nhỏ.
2.3.1.Tính toán thiết kế móng đơn BTCT cho cột trục C (D).
- Tải trọng tác dụng lên móng :
Số liệu tải trọng :
Tải trọng tiêu chuẩn tính với hệ số vượt

Tải trọng tính toán trục C; ( D )
( T.m )

tải n = 1,2

(T)

( T.m )

(T)

Mx

My

N

Qx

Qy

M0x

Moy

N0tc

Q0x

Q0 y

10

8

80

2,1

1,1

8,3

6,7

66,7

1,75

0,92

- Dùng cát hạt trung làm đệm, đầm đến độ chặt trung bình : Tra bảng có cường độ tính toán
quy ước R0 =40 T/m2. Cường độ này ứng với b1 = 1m , h1 =2m . Trọng lượng riêng của lớp đệm
sau khi đầm là γd=1,90T/m3. Mô đun biến dạng Eđ = 3000 T/m2 tương ứng với hệ số rỗng bằng
0,65.
- Trên cơ sở tải trọng và điều kiện địa chất, giả thiết chiều dày lớp đệm h d = 1,5m.
- Chọn giải pháp móng đơn BTCT, chiều sâu chôn móng h = 1,5m, chiều rộng móng b=1,5m.

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI
LỚP :

B2XDDD18A14

6
Page:…...

GVHD: MAI ĐỨC MINH

TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

2

c

2
- Cường độ tính toán của nền đệm cát được xác định theo công thức :

Khi h ≤ 2m : R = R0.

, trong đó :

+ k1 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của bề rộng móng : K1 = 0,125 cho nền cát hạt trung.

 R = 40.

= 37,19 T/m2.

- Diện tích đáy móng : F =

, do móng chịu tải lệch tâm , độ

lệch tâm lớn nên chọn tăng diện tích đáy móng lên 20 % : F = 1,95.20% = 2,34 m2.

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI
LỚP :

B2XDDD18A14

7
Page:…...

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

- Giả thiết tỉ số giữa chiều dài và rộng đế móng là 1,2, dó đó chiều rộng đế móng sẽ là : b=

= 1,4 m ; chọn b = 1,5 m; chiều rộng của móng :l = 1,2.1,4 = 1,68m, chọn l=1,8m.
Như vậy chiều rộng b là khá phù hợp với giả thiết.
Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng :

-

Tổng tải trọng tác dụng tại cao trình đáy móng :
+ Ntc =

T.

+ M = M + Q .h = 8,3 + 0,92*1,5 = 9,68 T.m.
+ M = M + Q .h = 6,7 + 1,75*1,5 = 9,33 T.m.

+ Móng chịu tải lệch tâm theo 2 phương. Điều kiện kiểm tra :
Trong đó :

eb =

; el =

= 9,68/74,80 = 0,129

=9,33/74,80 = 0,125.
= 53,5 (T/m2) > 1,2R = 44,6(T/m2)

Như vậy kích thước móng chọn chưa phù hợp, móng không đảm bảo khả năng chịu lực, cần
chọn tăng kích thước móng. Chọn lại (b×l) = (1,8x2,1)m.
= 38,5 T/m2.

 Tính lại R với b = 1,8m: R = 40.
- Kiểm tra lại điều kiện áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng :
Tổng tải trọng tác dụng tại cao trình đáy móng :
+ Ntc =

T.

+ M = M + Q .h = 8,3 + 0,92*1,5 = 9,68 T.m.
+ M = M + Q .h = 6,7 + 1,75*1,5 = 9,33 T.m.
el =

= 9,68/78,04 = 0,124 ; eb =

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI
LỚP :

B2XDDD18A14

=9,33/78,04 = 0,120.

8
Page:…...

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

= 36,3 (T/m2) < 1,2R = 46,2(T/m2)
= 5,07 (T/m2) > 0.
(T/m2) < R = 38,5 (T/m2).
* Kết luận : Kích thước móng chọn đảm bảo điều kiện áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng.
- Kiểm tra điều kiện áp lực lên nền đất yếu :
Do đệm cát đặt lên lớp đất số 3 có E 3 = 32KG/cm2 < Eđ = 300 KG/cm2 nên phải kiểm tra điều
kiện áp lực lên nền đất yếu.
Điều kiện kiểm tra : σglz = 1,5m + σbtz = 3m ≤ Rđy
Ứng suất trong nền tại đáy móng ở trạng thái thự nhiên là :
T/m2.
Ứng suất trong nền tại mặt đất yếu ở trạng thái thự nhiên là :
T/m2.
Ứng suất tăng thêm trong nền tại mặt đất yếu do tải trọng công trình gây ra :
;trong đó K0 là hệ số tra bảng, phụ thuộc vào tỉ số ( 2h đ/b
=2.1,5/1,8 =1,67 ; l/b = 2,1/1,8 = 1,4 ) → K0 = 0,511.



= 9,21 T/m2.
 Tổng ứng suất tại mặt trên lớp đất yếu là : σglz = 1,5m + σbtz = 3m = 5,52+9,21 =14,73T/m2.
-Cường độ tính toán của lớp đất số 3 ( đất yếu ) : Rđy = )
Trong đó :
+ m1 = 1,1 – Đất sét có độ sệt B = 0,9 > 0,5.
+ m2 = 1 – Kết cấu khung BTCT là kết cấu mềm.
+ ktc = 1 – Các chỉ tiêu cơ lý được xác định bằng thí nghiệm trực tiếp đối với đất.
+ Lớp đất yếu là lớp bùn sét có cII = 0,3T/m2 ; φII = 6o ; tra bảng ta được : A = 0,1 ; B= 0,139 ; D
= 3,71.
+ �II = 1,65g/cm3 = 1,65 T/m3
+ hy = h+H* = 1,5 + 1,5 = 3m.
+ �II’= (1,78+1,90)/2 = 1,84 T/m3 .
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI
LỚP :

B2XDDD18A14

9
Page:…...

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

+ Diện tích đáy móng quy ước : Ay = = 8,49 m2.
+ Bề rộng đáy móng quy ước : by = -a với a=(l-b)/2 = 0,15m ;
=> by = = 2,77 m

Thay số ta được :
Rđy = = 2,57 T/m2
So sánh ta thấy : σglz = 1,5m + σbtz = 3m = 14,73 T/m2 > Rđy = 2,57 T/m2 ; Như vậy kích thước móng
đã chọn không thỏa mãn điều kiện áp lực trên bề mặt lớp đất yếu này. Cần phải tăng chiều sâu
đệm cát để thay thế cho lớp đất yếu.Do lớp đất yếu khá dày nên việc thay thế toàn bộ lớp đất
yếu bằng lớp cát đệm là rất tốn kém và không kinh tế. Vì vậy nên lựa chọn phương án móng
khác cho phù hợp với thực tế và yêu cầu xây dựng.
* Đề xuất lựa chọn giải pháp móng :
- Do công trình có tải trọng trung bình, chịu tải trọng lệch tâm theo 2 phương. Nền đất cấu tạo
không đồng nhất, các lớp đất tốt nằm sâu phía dưới nên lựa chọn phương án móng sâu là hợp
lý.
- Việc lựa chọn phương án móng sâu sẽ đảm bảo độ ổn định và bền vững của công trình do
móng được ngàm sâu vào lớp đất tốt bên dưới. Tải trọng công trình được truyền trực tiếp xuống
các lớp đất tốt thông qua cọc BTCT.
- Việc thi công móng sâu không bị ảnh hưởng bởi mực nước ngầm. Chiều sâu hố đào nhỏ nên
giảm được khối lượng đào – đắp và không phải áp dụng các biện pháp chống sạt lở thành hố
đào.
- Với trình độ công nghệ thi công hiện nay có thể thi công cọc ép trước dễ dàng, nhanh chóng,
giúp rút ngắn thời gian thi công móng, góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công công trình.
- Lựa chọn phương án tính toán : Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đài cọc đặt vào lớp đất số 2,
mũi cọc hạ sâu xuống lớp đất thứ 5 khoảng 3 m.Thi công bằng phương pháp ép trước (hoặc
đóng ).

PHẦN III : THIẾT KẾ CHI TIẾT PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC.
A.Tính toán dầm đỡ tường trục B.
1. Chọn sơ đồ tính :
- Coi mỗi nhịp dầm móng là dầm đơn giản, 2 đầu liên kết ngàm với đài móng. Chỉ chịu tải
trọng của khối xây tường tầng 1, trục B truyền xuống.
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

10

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

- Do nhịp nhà đều nên chỉ cần tính toán 1 nhịp dầm rồi bố trí cho tất cả các nhịp còn lại.
- Chiều dài nhịp tính toán lấy bằng khoảng cách giữa các trục của cột, ld = 6m.
2. Chọn vật liệu móng, xác định các đặc trưng tính toán của vật liệu :
- Sử dụng bê tông cấp độ bền B20, có Rb = 1150T/m2 ; Rbt = 90T/m2.
- Thép chịu lực sử dụng thép nhóm AII, có Rs = Rsc = 28000T/m2, �r = 0,650, �r = 0,439.
- Thép đai sử dụng thép nhóm AI, có R s = Rsc = 22500T/m2, Rsw = 17500 T/m2, �r = 0,673, �r =
0,446.
- Bê tông lót sử dụng BT mác 100, dày 10cm.
- Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép lấy bằng 30mm.
3. Chọn kích thước tính toán :
+ Xác định chiều cao khối xây tường tầng 1 ht : Theo sơ đồ kiến trúc ta có :

- Cos +0,00m là Cos nền tầng 1. Cos tự nhiên là Cos -0,60m. Giả thiết Cos mặt dầm móng
-

trùng với Cos mặt đài móng, sâu so với Cos tự nhiên 0,5m.
Chiều cao tầng 1 tính từ Cos +0.00 là h1 = + 3,900m. Chiều cao dầm tầng 2 : h2 lấy bằng
(1/8 -:- 1/12)ld , lấy h2 = 0,6m.
 Chiều cao xây tường tầng 1 ht =0,5+0,6+3,9-0,6 = 4,4m

+ Chiều cao dầm móng : hd = (1/8 -:- 1/12) ld , với ld = 6000mm => hd = (750 -:- 500)

 Chọn hd = 600 mm
+ Bề rộng dầm móng : bd = (1/4 -:- 1/2) hd

 Chọn bd = 300 mm.
4.Xác định tải trọng tác dụng lên dầm móng :
+ Tải trọng bản thân khối tường xây 220 : gkx= 1,8*0,22*4,4 = 1,74 T/m.
+ Tải trọng bản thân dầm móng : gd = 2,5*0,6*0,3 = 0,45 T/m.

 Tải trọng tác dụng lên dầm móng tính với hệ số vượt tải n=1,1 là :
qtt = 1,1*(gkx + gd ) = 1,1*(1,74+0,45) = 2,409 T/m.

Sơ đồ tải trọng tác dụng lên hệ dầm móng ( kN/m )
5.Tính toán nội lực :

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

11

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

Biểu đồ Mô men M (kN.m)

Biểu đồ lực cắt Q ( kN )
+ Mô men tại nhịp giữa dầm : Mn = qtt.ld2/24 = 2,409*62/24 = 3,614 T.m
+ Mô men tại gối 1 và 2 : M1 = M2 = qtt.ld2/12 = 2,409*62/12 =7,227 T.m.
+ Lực cắt : Q1 = -Q2tr = qtt.ld/2 = 2,409*6/2 = 7,227 T.
6.Tính toán cốt thép dọc và cốt thép đai :
* Tính thép cho gối 1 và 2 ; M1 = 7,227 T.m : Tính theo tiết diện hình chữ nhật, kích thước bxh
= (0,6x0,3) m.
- Giả thiết a = 4cm => h0 = h-a = 60-4 = 56 cm.
- �m = < �r = 0,439
- � = 1- = 1- = 0,069
- As = = = 0,000476 m2 = 476 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :� = > �min.= 0,05%

 Chọn thép 2� 18 có As = 509 mm2.
* Tính thép cho nhịp giữa dầm : Mn = 3,614 T.m.
Do mô men ở nhịp dầm < mô men ở gối nên có thể bố trí thép ở nhịp giống cốt thép ở gối,
Chọn thép 2� 18.
* Cốt thép đai : Do lực cắt và mô men khá nhỏ nên có thể đặt cốt đai theo yêu cầu cấu tạo, sử
dụng thép 6 a200 cho giữa nhịp và � 6 a150 tại vị trí ¼ nhịp dầm.
B. Tính toán móng cọc cho cột trục A (B).

1.Xác định tải trọng tác dụng lên móng :
- Tải trọng do công trình truyền xuống tại đỉnh móng :
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

12

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

Tải trọng tiêu chuẩn tính với hệ số vượt

Tải trọng tính toán trục A; ( B )
( T.m )

tải n = 1,2

(T)

( T.m )

Mx

My

N

Qx

Qy

Mxtc

Mytc

30

20

310

10

18

25

16,7

(T)
N0tc

270,3
8

Qxtc

Qytc

8,3

15

Lực dọc tính toán tác dụng lên đáy đài cọc: N0tt = N + Qmax, trong đó :
+ N: tải trọng do công trình truyền xuống.
+ Qmax : Tải trọng do dầm đỡ tường khối xây truyền vào đài móng, xác định theo biểu đồ lực
cắt, Qmax = 2*7,227 = 14,454 T.
=> N0tt = 310 + 14,454 = 324,454 T, Notc = 324,454/1,2 = 270,38 T.
2.Chọn vật liệu, chiều dài, tiết diện cọc và biện pháp thi công :
* Chọn các đặc trưng vật liệu :
- Bê tông cọc sử dụng bê tông cấp độ bền B20, có Rb = 1150T/m2 ; Rbt = 90T/m2.
- Thép chịu lực sử dụng thép nhóm AII, có Rs = Rsc = 28000T/m2.
- Thép cấu tạo sử dụng thép nhóm AI, có Rs = Rsc = 22500T/m2, Rsw = 17500 T/m2
- Bê tông lót sử dụng BT mác 100, dày 10cm.
- Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép lấy bằng 25mm.

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

13

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

* Chọn tiết diện cọc : Sử dụng cọc vuông
30x30 cm, thép dọc chịu lực 4� 16 ( AII ).
Tû l Ö: m

* Chọn độ sâu chôn đài hm = 1,5m.
* Chọn chiều dài cọc : Chọn chiều sâu cọc

Sè

B? dÇy

K? hiÖu

hiÖu

lí p

t h¹ ch häc

lí p

(m)

hạ vào lớp 5 (cát hạt nhỏ chặt vừa ) là 3m.
Thép cọc neo trong đài 1 đoạn > 20d, chọn
lneo = 40cm. Đầu cọc ngàm trong đài 15cm.
Đầu cọc có mặt bích bằng thép(150x250x8)
mm để tránh vỡ đầu cọc khi ép (hoặc đóng)
và để hàn nối 2 đoạn cọc với nhau . Như vậy
chiều dài cọc tính toán ( không kể phần mũi
cọc ) là :
Lctt=(650+1500-1500+2500+3500+3000)
+(150+400+150) = 10350 mm.
Chiều dài làm việc của cọc trong nền là :
Lc = Lctt – 150-400-150 = 9650mm.
* Biện pháp thi công cọc : Chia cọc thành 2
đoạn, Cọc mũi C1 = 5,5m , Cọc C2 dài 5m,
liên kết với nhau bằng hàn mặt bích. Hạ cọc
bằng máy ép Rôbôt và ép âm cọc đến Cos
thiết kế bằng cọc dẫn.
Sơ đồ làm việc của cọc trong nền.

3.Xác định sức chịu tải của cọc :
3.1.Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu :
- Cọc bê tông cốt thép chịu nén, sức chịu tải được xác định theo công thức :
Pv = φ(RbAb + RscAs) , trong đó :
+ φ: hệ số uốn dọc,φ = 1 với móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua bùn, than bùn.
+ Rb : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông, bê tông B20 có Rb = 1150T/m2.
+ Ab : Diện tích tiết diện ngang của bê tông, A b = 0,3*0,3 = 0,09m2.

+ Rsc : Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép. Thép AII có Rsc = 28000T/m2.
+ As : Diện tích cốt thép dọc .Thép cọc 4� 16 có As = 4*(3,14*0,0162)/4= 8,04.10-4m2.
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

14

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

 Pv = 1.(1150.0,09+28000.8,04.10-4) = 126,01 T.
3.2.Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền :
- Cọc ma sát, mũi cọc cắm sâu vào lớp cát hạt nhỏ chặt vừa 3m. Sức chịu tải cực hạn được xác
định theo công thức :
Pu,n = m.(mR.R.A+U.fsi.hi), trong đó :
+ m : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, cọc ép có m = 1.
+ mR, mfi : hệ số điều kiện làm việc của đất kể tới phương pháp thi công cọc. Do lựa chọn biện
pháp thi công là ép cọc vào lớp cát hạt nhỏ chặt vừa, tra bảng A3 – TCVN 205 :1998 có mR =
1,1. mfi = 1.
+ hi : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc.
+ fsi : Cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc. Xác định

bằng tra bảng A2 – TCVN 205 :1998 .
+ R : Sức chống của đất ở mũi cọc, tra bảng A1 – TCVN 205 :1998 với độ sâu mũi cọc Hc =
11,15 m, cọc hạ vào lớp cát hạt nhỏ chặt vừa => R = 266,9 T/m2.
+ A : Diện tích tiết diện ngang của cọc. A = 0,3.0,3 = 0,09 m2.
+ U : chu vi tiết diện ngang của cọc. U = 4.0,3 = 1,2m.
Tính toán ma sát mặt bên cọc, chia đất xung quanh cọc thành các lớp dày nhỏ hơn 2m.
Loại đất
Sét pha

B hoặc

Lớp

Chiều dày

Độ sâu

độ chặt
0,68

phân tố
1
2

hi(m)
0,65
0,50
0,50
0,50
0,50

0,50
0,70
0,70
0,70
0,70
0,70
1,00
1,00
1,00

zi(m)
2,15
2,65
3,15
3,65
4,15
4,65
5,35
6,05
6,75
7,45
8,15
9,15
10,15
11,15

Sét

0,90

Sét pha

0,24

Cát hạt nhỏ

Chặt vừa

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

fsi (T/m2)
0,818
0,530
0,615
0,665
0,700
0,700
5,030
5,168

5,280
5,392
5,499
4,535
4,615
4,715

Tổng cộng : i ( T/m)

fsi.hi
(T/m)
0,532
0,265
0,308
0,333
0,350
0,350
3,521
3,618
3,696
3,774
3,849
4,535
4,615
4,715
34,460

Thay các số liệu vào ta tính được sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền :
Pu,n = 1.(1,1.266,9.0,09 + 1.1,2.34,460) = 67,78 T
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

15

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

 Sức chịu tại trọng nén cho phép của cọc là : Pđ.n = Pu.n/1,4 = 48,41 T.

Tû l Ö: m

Chọn sức chịu tải của cọc khi nén : Pc = min ( Pvl ; Pđ.n) = 48,41 T.

Sè

B? dÇy

K? hiÖu

hiÖu

lí p

t h¹ ch häc

lí p

(m)

4.Xác định sơ bộ số lượng cọc và bố trí cọc trong đài :
- Số lượng cọc trong đài được xác định sơ bộ theo công thức : n = β. ; trong đó :
+ n : Số cọc trong móng.
+ Pc : Sức chịu tải của cọc khi nén, Pc = 48,41 T
+ Ntt : Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đài móng ( bao gồm tải trọng công trình, phần
trọng lượng đài và đất đắp trên đài móng ), Ntt = N0tt + Nđ , với Nđ = �tb.Fd.hm ;
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

16

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

trong đó �tb = 2T ; Fd – diện tích sơ bộ của đáy đài, chọn sơ bộ theo công thức :
Fd = , Quan niệm các cọc đơn ít ảnh hưởng lẫn nhau trong phạm vị ≥ 3d tính từ tim cọc, như
vậy áp lực tính toán do phản lực 1 đầu cọc trong phạm vi (3d) 2 là : ptt = Pn/(3d)2 = 48,41/(3.0,3)2
= 59,77 T/m2, Fd = 324,454/(59,77-2.1,5) = 5,72m2 .

 Nđ = 2.5,72.1,5 = 17,16 T.
 Ntt = 324,454 + 17,16 = 341,61 T.
+ β : hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang và mô men, lấy β = 1,4.

 Số lượng cọc trong đài : n = 1,4.341,61/48,41 = 9,87 ; Chọn n = 12 cọc.
Bố trí cọc làm 4 hàng, mỗi hàng 3 cọc. Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép đài là
250mm, khoảng cách từ tim giữa các cọc theo các phương là 900mm.
Kích thước đáy đài ( bx x ly ) = ( 2,3 x 3,2 )m.
* Kiểm tra lại chiều sâu chôn đài :
y

+ Công thức kiểm tra : hm ≥ hmin
h1min = 0,7.tg (450 - ). = 0,7.tg(450 – 15/2)
. = 0,71m
h2min = 0,7.tg (450 -

).

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

= 0,7.tg(45 0 –

15/2) . = 1,13m
=> Chọn hm = 1,5m là thỏa mãn.

x

a

2

5.Chọn sơ bộ chiều cao đài cọc :

Tính : h0 =( Bd - Bc )/2 –c = (2300-220)/2 – 100 = 940mm.
hd = h0 + h1 = 940+150 = 1090.

 Chọn chiều cao đài hđ = 1,2 m.

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

17

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

2
6.Kiểm tra móng cọc :
a.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc :
- Xác định tổng tải trọng tác dụng tại đáy đài :
+ Ntt = N0tt + n. �tb.hm.Ad = 324,454 + 1,1.2.1,5.2,3.3,2 = 348,742 T
+ Mytt = My + Qx.hđ = 20+10.1,2 = 32 T.m
+ Mxtt = Mx + Qy.hđ = 30+18.1,2 = 51,6 T.m
+ Gcọc = n.lc.b2.�bt = 1,1.9,65.0,32.2,5 = 2,39 T.

• Điều kiện kiểm tra :
+ Cọc chịu nén : Pmax + Gcọc ≤ Pnc.
+ Cọc chịu kéo : Pmin - Gcọc ≤ Pkc.
trong đó : - Pmax ; Pmin là tải trọng tác dung lên cọc chịu nén nhiều nhất và tải trọng tác dụng lên
cọc chịu kéo nhiều nhất.

- Gcọc : Trọng lượng bản thân của cọc.
- Pnc ; Pkc : Sức chịu tải của cọc khi chịu nén và chịu kéo.
• Lực truyền xuống cọc số i được xác định theo công thức :
Pi =

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

18

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

Cọc số
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

xi (m)
-0,9
0
0,9
-0,9
0
0,9
-0,9
0
0,9
-0,9
0
0,9

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

xi2 (m)
0,81
0

0,81
0,81
0
0,81
0,81
0
0,81
0,81
0
0,81
= 6,48

yi (m)
1,35
1,35
1,35
0,45
0,45
0,45
-0,45
-0,45
-0,45
-1,35
-1,35
-1,35

yi2 (m)
1,82
1,82
1,82

0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
1,82
1,82
1,82
= 12,15

Pi (T)
30,4
34,8
39,2
26,5
31,0
35,4
22,7
27,2
31,6
18,9
23,3
27,8

 Pmax = P3 = 39,2 T.
 Pmin = P10 = 18,9 T.
 Pmax + Gcọc = 39,2 + 2,39 = 41,59 T < P nc = 48,41 T => Thỏa mãn điều kiện cho cọc chịu
nén lớn nhất.
 Pmin = 18,9 > 0 nên tất cả các cọc trong đài đều chịu nén, không phải kiểm tra kéo.

b.Kiểm tra móng theo điều kiện biến dạng :
Độ lún của móng cọc được tính theo độ lún của nền móng quy ước có mặt cắt là abcd với

=
Trong đó : +

,li : Góc ma sát trong và chiều dầy lớp thứ i mà cọc đi qua,

+ l: Chiều dài cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc.
- Chiều rộng móng khối qui ước:
BM = B1+2. .tgα = 2,1 + 2.9,65.tg(

) = 3,60 (m)

- Chiều dài móng khối qui ước:
LM = L1+2. .tgα = 3 + 2.9,65.tg(4,45o) = 4,50 (m)
Trong đó: B1 , L1 là khoảng cách từ mép 2 hàng cọc ngoài cùng đối diện nhau theo 2 phía.
- Diện tích đáy móng khối qui ước là :
Fqd = LM.BM = 4,50.3,60 = 16,2 (m2)
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

19

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH

TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

- Chiều cao móng khối qui ước:
* Kiểm tra điều kiện ứng suất do tải trọng ngoài gây ra phải nhỏ hơn áp lực tiêu chuẩn của
lớp đất dưới đế móng khối qui ước:
- Tính toán trị số áp lực tiêu chuẩn của lực dọc và mô men tại đáy móng khối qui ước:

Ta có :

Ntc =

=

*Độ lệch tâm :

*Ứng suất tại đáy móng :

-

-

-

Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối quy ước :
Ta có : + bqư = BM ; hqư = HM
+ ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất

+ m1 – hệ số làm việc của đất nền, lấy m1 =1,3( tra bảng ).
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

20

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

+ m2 =1 vì công trình không thuộc loại tuyệt đối cứng.
+ Từ ϕ = 28o tra bảng ta có :
A = 0,9834 ; B = 4,9338 ;D = 7,3983
+ γt : Trọng lượng riêng tự nhiên lớp đất trên đế móng :

+ Trọng lượng riêng tự nhiên lớp đất dưới đế móng :
+ cd = 0,01 (T/m2)
Thay vào công thức có:
Rtc =
σtcmax = 63,67 (

Ta thấy :

σtctb = 37,24 (

) <
) <

Như vậy, thoả mãn điều kiện và có thể tính toán được độ lún theo quan niệm tuyến tính.
* Tính độ lún : (dùng phương pháp cộng lún các lớp phân tố).
- Ứng suất bản thân tại đáy móng khối qui ước là:

- Ứng suất gây lún tại đáy móng khối qui ước là:
σgl=σtbtc - σbt = 37,24 – 20,18 = 17,06 (T/m2)

Chia lớp đất dưới đế móng thành các lớp phân tố có :

.

 Chọn hi = 0,5m.
Điểm

z

0

0

0,2.
1,25

0,00

1

20,18

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

21

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

17,06

4,04

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

1

0,5

0,28

0,978

21,11

16,68

4,22

2

1,0

0,56

0,915

22,03

15,61

4,41

3

1,5

0,83

0,821

22,89

14,01

4,58

4

2,0

1,11

0,699

23,75

11,92

4,75

5

2,5

1,39

0,586

24,61

10,00

4,92

6

3,0

1,67

0,484

25,47

8,26

5,09

7

3,5

1,94

0,405

26,33

6,91

5,27

8

4,0

2,22

0,340

27,19

5,80

5,44

9

4,5

2,50

0,286

28,05

4,88

5,61

-Tại điểm 9 có :

nên phạm vi tính lún là 4,5m kể từ đáy

móng ( E=960T/m2 ).

Độ lún :

= 0,0367m ( 3,67cm )
S = 3,67 cm <

=> Thỏa mãn điệu kiện về độ lún cho phép.

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

22

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


Tû l Ö: m

TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

Sè

B? dÇy

K? hiÖu

hiÖu

lí p

th¹ ch häc

lí p

(m)

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

Biểu đồ ứng suất bản thân, ứng suất gây lún móng trục A(B).

c. Tính toán cọc khi vận chuyển và treo lên giá búa :
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

23

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

- Khi treo cọc lên giá búa vị trí cẩu lắp cách đầu cọc 1 khoảng 0,294L với L là chiều dài đoạn
-

cọc.
Mô men uốn lớn nhất : M = 0,086qL2 ,

Trong đó : q = n.

= 1,5.2,5.0,3.0,3 =0,3375T/m., L = 5,5m

M = 0,086.0,3375.5,52 = 0,878 T.m
Tính diện tích cố thép yêu cầu :

Bố trí thép 2

là đảm bảo yêu cầu khi vận chuyển và treo cọc lên giá búa.

SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

24

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH


TRƯỜNG: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN : NỀN MÓNG

7.Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc :
Chọn vật liệu đài móng :
- Bê tông cọc sử dụng bê tông cấp độ bền B20, có Rb = 1150T/m2 ; Rbt = 90T/m2.
- Thép chịu lực sử dụng thép nhóm AII, có Rs = Rsc = 28000T/m2.
- Thép cấu tạo sử dụng thép nhóm AI, có Rs = Rsc = 22500T/m2, Rsw = 17500 T/m2
- Bê tông lót sử dụng BT mác 100, dày 10cm.
- Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép lấy bằng 30mm.
Chiều cao làm việc hữu ích của bê tông đài móng : h0 = hđ -0,15 = 1,2-0,15 = 1,05 m.

• Kiểm tra chọc thủng của cột đối với đài :

y

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

x

2

- Lực chọc thủng : P =
SINH VIÊN: VI VĂN HOÀI

25

LỚP :

Page:…...

B2XDDD18A14

GVHD: MAI ĐỨC MINH