Móng cọc đài thấp

Đồ án nền móng
(Phần móng cọc đài thấp)
Họ và tên: Mã hiệu sinh viên:
Lớp theo học: lớp cũ (nếu có):
Số thứ tự đề:
I. Số liệu công trình: (nhà công nghiệp):
- Cột ( toàn khối hoặc lắp ghép)
- S liu ti trng tính toán:
+ No = 1380 (kN)
+ Mo = 138 (kN.m)
+ Qo = 34,5 (kN)
2. Nền đất:
Cao trình mặt đất tự nhiên : +0.00m.
Lớp đất số hiệu chiều dày(m)
1 101 a
2 301 b
3 201 c
4 401

II.Yêu cầu :
- Sơ bộ tính toán tiết diện cột.
- Đề xuất hai phơng án cọc và thiết kế một phơng án.
- Bản vẽ có kích thớc 297 ì 840 ( đóng cùng vào thuyết minh ), trên đó thể hiện:
Cao trình cơ bản của móng cọc đã thiết kế và lát cắt địa chất ( tỷ lệ từ 1:150 đến
1:100); các chi tiết cọc (tỷ lệ 1:20 1:10); các chi tiết đài cọc ( tỷ lệ 1:50 1:30); Bảng
thống kê thép đài, thép cọc; các ghi chú cần thiết
Ghi chú: Đồ án này phải đợc thầy hớng dẫn thông qua ít nhất một lần.
Phải đóng tờ này vào quyển Thuyết minh
Giáo viên hớng dẫn

35
Ld
Bd
Bc
Lc
Q
o
N
o
M
o
0.000
Nội dung gồm:
Bớc 1: Thu thập và xử lý tài liệu (gọi tắt là tài liệu) gồm:
+ Tài liệu về công trình: (N
0
, M
0
, Q
0
)
+ Tài liệu về địa chất:
+ Các tiêu chuẩn xây dựng [S],
[ ]
L
S
...
Bớc 2: Phơng án hệ móng cọc đài thấp
Bớc 3: Vật liệu
- Cọc: mác bê tông R

n
. R
k
cốt thép R
a
- Lớp bảo vệ.
- Đài: mác bê tông, thép, bảo vệ
Bớc 4: Độ sâu đáy đài:
h


0,7h
min

d
o
o
B
Q
tgh
1
min
)
2
45(


=
Bớc 5: Chọn các đặc trng của móng cọc, gồm:
- Cọc: + l

c
, F
c
, n (số lợng cọc)
+ Bố trí theo kiểu lới hay hoa thị đều hoặc
không đều
- Đài cọc: B
đ
ì L
đ
(từ việc bố trí cọc) ì h
đ
và H
0đ
.
Bớc 6: Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: (tải đứng và ngang-nếu cần)
Đ/kiện kiểm tra:
[ ]
PP
o

max

+=
2
max
max
i
oxo
o

y
yM
n
N
P
Bớc 7: Kiểm tra cọc
- Giai đoạn thi công: cẩu, lắp cọc.
Bớc 8: Kiểm tra tổng thể móng cọc (coi là móng khối qui ớc)
- Kiểm tra áp lực dới đáy móng khối
- Kiểm tra độ lún:
gh
SS

Bớc 9: Kiểm tra đài cọc
- Tính toán chiều dày đài:
Tính đâm thủng của cột.
Tính toán cờng độ trên tiết diện nghiêng.
Tính toán đâm thủng của cọc ở góc- nếu cần
Tính toán cốt thép.
36
Bíc 10: CÊu t¹o.
Bíc 11: B¶n vÏ.
37
I. Tài liệu thiết kế
I.1. Tài liệu công trình
- c im kt cu: Nhà công nghip mt tng, mt nhp có cu trc. Kt cu nhà khung
ngang BTCT toàn khi. Tiết diện cột:
mbl
cc
4,06,0 ì=ì

- Ti trng tính toán ti cốt 0,0
+
kNN
tt
o
1380=
+
kNmM
tt
o
138=
+
kNQ
tt
o
5,34=
- T hp ti trng tiêu chun: Không có tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn nên số liệu tại trọng tiêu
chuẩn tại cốt 0,0 có thể đợc lấy nh sau:
n
Q
Q
n
M
M
n
N
N
tt
o
tc

o
tt
o
tc
o
tt
o
tc
o
=== ;;
(n l h s vt ti gn đúng có thể chọn chung n = 1,1 1,2 ây chn n = 1,15).
Ti trng tiêu chuẩn ti cốt 0,0:
+
kNN
tc
o
1200=
+
kNmM
tc
o
120=
+
kNQ
tc
o
30=
Nhận xét độ lệch tâm:
m
N

M
e
y
o
y
1,0
1200
120
===
Độ lệch tâm nhỏ.
I.2. Tài liệu địa chất:
- Phng pháp kho sát: Khoan, kt hp xuyên tnh (CPT) và xuyên tiêu chun(SPT).
- Khu vc xây dng, nn t gm 4 lp có chiu dày hu nh không i.
Lp 1 : s hiu 101 dày a = 3,2 m
Lp 2 : s hiu 301 dày b = 6,3 m
Lp 3 : s hiu 201 dày c = 6,8 m
Lp 4 : s hiu 401 rt dày
38
L p 1: S hiu 101; dày 3,2 m có các ch tiêu c lý nh sau:
W
%
W
nh
%
W
d
%
T/
m
3

độ
c
kg/cm
2
Kết quả TN nén ép e ứng với
P(KPa)
50 100 150 200
q
c
(MPa)
N
60
27,9 30,4 24,5 1,86 2,68 10
0
0,09 0,825 0,779 0,761 0,741 1,2 6
T ó có:
- H s rng t nhiên :
e
0
=


)1(. W
n
+
- 1
=
86,1
)299,01.(1.68,2 +

- 1 = 0,872
-H s nén lún trong khong áp lc 100 200 kPa:
a
1-2
=
100200
741,0779,0


= 3,8. 10
-4
(1/kPa)
- Ch s do: A = W
nh
- W
d
= 30,4 24,5 = 5,9 lp 1 là cát pha.
- st: B =
A
WW
d

=
9,5
5,249,27
= 0,576 trng thái do
- Kết quả CPT:
2
/1202,1 mTMpaq
c

==
- Kết quả SPT:
6
60
=N
- Mô uyn bin dng:
q
c
= 1,2 MPa = 120 T/m
2
E
0
= .q
c
= 3.120 = 360 T/m
2

(cát pha do mm chn = 3).
Nhận xét: đất cát pha có:
872,0=
o
e

576,0=B

2
/360 mTE
o
=

2
/09,0 cmkgc =
;
o
10=


2
/1202,1 mTMpaq
c
==

6
60
=N
Đất có tính chất xây dựng không tốt
39
Biểu đồ thí nghiệm nén ép e-p
Lớp 2: S hiu 301; dày h
2
= 6,3 m có các chỉ tiêu cơ lý nh sau:
W
%
W
nh

%
W
d

%

T/m
3


độ
c
kg/cm
2
q
c
(MPa)
N
60
36,5 32,8 18,1 1,73 2,69 4
0
5 0,03 0,21 1
- Ch s do: A= W
nh
- W
d
= 32,8 18,1 = 14,7% lp 2 l sét pha.
- st ca t là: B =
A
WW
d

=

7,14
1.185.36
= 1,25 trng thái nhão.
- H s rng tự nhiên: e
0
=


)01.01( W
n
+
- 1 =
1
73,1
)26,01.(1.69,2

+
= 1,77-1 = 0,96
- Kết quả CPT:
2
/2121,0 mTMpaq
c
==
- Kết quả SPT:
1
60
=N
- Mô duyn bin dng
q
c

=0,21Mpa E
0
= 5.q
c
= 5.21 = 105 T/m
2

(sét nhão chn = 5).
Nhận xét: đất sét pha có:
96,0=
o
e
;
25,1=B
;
2
/105 mTE
o
=

2
/03,0 cmkgc =
;
'
54
o
=

;
2

/2121,0 mTMpaq
c
==
1
60
=N
Đất có tính chất xây dựng không tốt
L p 3: S hiu 201; h
3
= 6,8 m; có các ch tiêu c lý ca t nh sau:
Trong đất các cỡ hạt d(mm) chiếm (%)
1ữ
2
0,5ữ
1
0,25
ữ 0,5
0,1 ữ
0,25
0,05
ữ0,1
0,01 ữ
0, 05
0,002
ữ 0,01
<
0,002
W
%

q
c
MP
a
N
60
5 10,5 40,5 20 12 10 2 0
16,8 2,64 12 28
Lợng c ht d 0,5mm chim 15,5%
d > 0,25mm chim 56,5 %
Ta thy hàm lng c ht ln hn 0,25mm trên 50% lp 3 là lp cát vừa.
- Sc kháng xuyên q
c
= 12 Mpa = 1200 T/m
2
lp 3 là loi cát vừa trng thái cht
va, Dựa vào bảng phân loại trạng thái của cát Thạch anh theo hệ số rỗng gần đúng chọn:
e
0
= 0,65.
40
Do cát ở sâu không lấy đợc mẫu nguyên dạng do đó dung trọng tự nhiên của cát có thể
tính dựa vào e trong đó e gần đúng chọn dựa vào bảng phân loại độ chặt của cát Thạch
anh: Bảng chơng 1 - Sách Cơ đất
Cát chặt vừa:
2
/1200 mTq
c
=
Chọn:

65,0
o
e
1
)1(.

+
=


W
e
n
o
3
/86,1
65,01
)168,01.(1.64,2
)1.(.
mT
e
W
o
n
=
+
+
=
+
=

Độ bão hoà:
68,0
65,0
168,0.64,2.
==

=
o
e
W
G
cát ở trạng thái rất ẩm.
Mô đuyn biến dạng:
co
qE .

=
2
/1200 mTq
c
=

5,1=


2
/18001200.5,1 mTE
o

==
ở độ sâu >5m có thể chọn
o
33=

Nhận xét: Cát vừa, chặt vừa:
2
/1200 mTq
c
=
;
28
60
=N
;
o
33=

;
2
/1800 mTE
o
=
Đất có tính chất xây dựng tốt
Lớp 4: Số hiệu 401; rất dày có các chỉ tiêu cơ lý nh sau:
Trong t các c ht d(mm) chim (%)
>
10
5 ữ
10

2
ữ 5
1
ữ 2
0,5
ữ 1
0,25
ữ 0,5
<
0,25
>
10
W
%

q
c
MP
a
N
60
2 8 28 35 17,5 6.5 3 2 17 2,67 15 40
C ht d >10 mm chim 2%
d >2 mm chim 38%
Hàm lng c ht ln hn 2mm trên 25% vy lp 4 là lp cát si.
Sc kháng xuyên q
c
= 15 MPa = 1500 T/m
2
trng thái cht va.

Mô uyn bin dng E
1
= .q
c
lp 4 là cát si cht va chn = 2.
E
1
= 2.15 = 30 MPa = 3000 T/m
2
.
Đất có tính chất xây dựng tốt
Nhận xét: Cát sỏi, chặt vừa:
2
/1500 mTq
c
=
;
40
60
=N
;
2
/3000 mTE
o
=
Đất có tính chất xây dựng tốt
41
Ta cã kết quả trụ địa chất như sau:
C¸t pha
101

301
201
401
320063006800
dÎo
SÐt pha
Nh·o
C¸t võa
ChÆt võa
C¸t sái
ChÆt
42
C¸t pha, dÎo : A=5,9 ; B=0,576 ; q
c
=1,2Mpa ; N
60
=6 ; e
o
=0,82
γ=1,86 T/m
3

; ∆=2,68 ; ϕ

= 10
0

; c

=0,9 T/m

2

; E
o
=360T/m
2
B = 0,576, q
c
= 200 T/m
2
, N
60
=8, E
0
= 800 T/m
2
SÐt pha, nh·o : A=14,7 ; B=1,25 ; q
c
=0,21Mpa ; N
60
=1 ; e
o
=0,96
γ=1,73 T/m
3

; ∆=2,69 ; ϕ

= 4
0

5
’

; c

=0,3 T/m
2

; E
o
=105T/m
2
B = 0,576, q
c
= 200 T/m
2
, N
60
=8, E
0
= 800 T/m
2
C¸t võa, chÆt võa: q
c
=12Mpa ; N
60
=28 ; e
o
=0,65
γ=1,86 T/m

3

; ∆=2,64 ; ϕ

= 33
0

; E
o
=1800T/m
2
B = 0,576, q
c
= 200 T/m
2
, N
60
=8, E
0
= 800 T/m
2
C¸t sái, chÆt võa: q
c
=15Mpa ; N
60
=40; E
o
=3000T/m
2
Nhận xét chung:

Lp t th nht và th hai thuc loi mm yu, lp 3 khá tt và dày, lp 4 rt tt
nhng di sâu.
I.3. Tiêu chuẩn xây dựng.
lún cho phép S
gh
= 8 cm . Chênh lún tng i cho phép
gh
L
S
= 0,3 %
II. Đề xuất phơng án:
- Công trình có tải trọng khá ln, Khu vc xây dng bit lp, bng phng.
- t nn gm 4 lp:
+ Lp 1: cát pha do khá yếu, dày 3,2m.
+ Lp 2: sét pha nhão đất yu, dày 6,3 m.
+ Lp 3: cát vừa, cht va tính cht xây dng tt và có chiu dày 6,8 m.
+ Lp 4: cát si, chặt, tt nhng di sâu.
Nc ngm không xut hin trong phm vi kho sát
- Chn gii pháp móng cc ài thp.
+ Phng án 1: dùng cc BTCT 25 x 25 cm, ài t vào lp 1, mi cc h sâu xung
lp 3 khong 2 ữ 4m.
+ Phng án 2: dùng cc BTCT 30 x 30 cm, ài t vào lp 1, mi cc h sâu xung
lp 3 khong 4 ữ 5m.
ây chn phng án1
III. Phơng pháp thi công và vật liệu móng cọc.
i c c:
+ Bê tông : 200
#
có R
n

= 1100 T/m
2
, R
k
= 75 T/m
2
+ Ct thép: < 10 - AI; 10 - AII
+ Bê tông lót: Mác100
#
dày 10 cm
+ ài liên kt ngàm vi ct và cc (xem bn v ). Thép ca cc neo trong ài
20d ( ây chn 40 cm ) và u cc trong ài 10 cm
C c úc s n:
+ Bê tông : 300 # R
n
= 1300 T/m
2

+ Ct thép: AII, AI
+ Các chi tit cu to xem bn v.
43
IV. tính toán móng cọc
IV.1: Chọn độ chôn sâu của đáy đài:
Trong thiết kế: giả thiết tải trọng ngang do đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận nên muốn tính
toán theo móng cọc đài thấp phải thoả mãn điều kiện sau:

min
7,0 hh
h - độ chôn sâu của đáy đài
mtg

b
Q
tgh
o
oo
06,104,1024,1
5,186,1
3
)
2
10
45()
2
45(
min
=ì=
ì
=
ì
=


Q : Tng lc ngang theo phơng vuông góc với cạnh b của đài: Q
x
= 3,0 T
; : góc nội ma sát và trọng lợng thể tích đơn vị của đất từ đáy đài trở lên:
= 10
0
; = 1,86 (T/m
3

)
b : b rng ài chn s b b =1,5 m
0,7h
min
= 0,7.1,06 = 0,74m ; ây chn h = 1,2 m > 0,74m
IV.2: Chọn cọc và xác định sức chịu tải của cọc:
IV.2.1. Chọn cọc:
- Tit din cc 25 ì 25 (cm) . Thép dc 4 16 AII
- Chiu dài cc: chn chiu sâu cc h vào lp 3 khong 3,2m chiu dài cc
l
c
= (3,2 + 6,3 + 3,2) - 1,2 + 0,5 = 12 m
Cc c chia thành 2 on dài 6 m. Nối bằng hàn bn mã.
IV.2.2. Sức chịu tải của cọc:
1-a .S c ch u t i c a c c theo v t li u:
Bê tông Mác 300
2
/1300 mTR
n
=

Cốt thép AII:
2
/000.28 mTR
a
=
P
VL
= m. (R
b

F
b
+ R
a
F
a
)
Trong ó: m : h s iu kin làm vic ph thuc loi móng và s lng cc trong
móng, ở đây dự kiến khoảng 5ữ8 cọc nên chn m =0,9.
Thép 16 F
a
: din tích ct thép, F
a
= 8,04 cm
2
.
P
VL
= 0,9.(1300.0,25.0,25 + 2,8.10
4
8,04.10
-4
) = 93,4 T93T
44