Tài liệu Giáo trình xây dựng nền móng pdf

PHẦN 3
NỀN MÓNG



PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG BÈ TRÊN NỀN
THIÊN NHIÊN

I. PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
I.1-CHỌN NỘI LỰC TÍNH TOÁN :
Căn cứ vào nội lực tìm được sau khi tổ hợp ta phân mặt bằng móng ra thành 2 loại móng
đại diện với nội lực như sau:
Móng M1: Tại các cột biên A,D
Móng M2: Tại các chân cột giữa B,C

Giá trị nội lực dùng để tính toán
MÓNG N
TT

(T)
M
TT

(Tm)
Q
TT

(T)
N
TC

(T)
M
TC

(Tm)
Q
TC

(T)
M
A
278.68 2.94 1.71 242.33 2.56 1.49

- Chọn chiều sâu đặt đài cọc :
+ Chọn H
m
= 2 (m)
Kiểm tra chiều sâu chôn móng thỏa điều kiện cân bằng của tải ngang và áp lực
đất.

h
m
> 0.7tg(45
o
-ϕ/2)

m
tt
B
Q
*
*2
γ
= 0.7*tg29
o
46 * 0.922=0.37m
- Vậy chọn chiều sâu chôn móng h = 2m thỏa điều kiện:h
m
= 2m > 0.37m

I.2. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC :
- Chọn cọc có đường kính d = 800mm
- Bêtông mác 300: R
n
= 130 Kg/cm
2
-Thép chịu lực CIII: R
a
= 3400 kg/cm
2

-Chọn chiều sâu chôn móng H
m
= 2 m
-Chiều dài cọc từ MĐTN đến mũi cọc 20(m);đọan cọc ngàm vào đài 0.2(m),đoạn
thép đầu cọc 0.8(m).

- Chiều dài tính toán của cọc:L
c
= 18 (m)
I.2.1. Theo điều kiện đất nền :
φ

= m (m
R
RF
+ u m
fi
i=1
n
f l
i i
∑
)
φ: Sức chịu tải của cọc nhồi theo đất nền
m = 1 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc khoan nhồi .
m
R
= 1 : hệ số điều kiện của đất , kể đến phương pháp thi công cọc .
m
f
: hệ số điều kiện của đất, ở mặt hông của cọc nhồi (tra bảng 5 trang 38- 20 TCN
21- 86).
→ Lấy m
f
= 0,6 .
f

I
: Sức chống tính toán của lớp đất thứ i của nền lên mặt hông của cọc.
l
i
: Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông của cọc.
R: Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc (trường hợp thi công hạ ống có moi
đất bên trong ống ra) đực xác định theo công thức:
R = 0,75 β(γ I’D A
o
k
+ α γ
I
h B
o
k
) (2)
Trong đó:
+ D = 0.8
m
là đường kính cọc ta có :
+ h : Chiều sâu tính từ mũi cọc đến đáy đài :
Chọn mũi cọc đặt ở độ sâu 20
m
cách mặt đất tự nhiên :
→ h = 20 – 2 = 18
m
.

+Với
'0

4
5023=
ϕ
và
5.22
8.0
18
==
d
h
tra bảng 6 – 20 “ TCVN 21-86”
→
33,0;48,0
25.23;
83.11
0
0
==
=Β
=Α
βα
k
R

+γ
I
’
: Trọng lượng thể tích đất trong nền cọc nhồi (T/m
3
)

+γ
I
: Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên mũi cọc (T/m
3
)
• Tính γ
I
:
Lớp 1(4m): Theo số liệu địa chất ta có:
∆ = 2.68
ε =0.57
γ =2.02 (T/m
3
)
Lớp 2: (8m)
∆ = 2.69
ε =0.57
γ =2.06 (T/m
3
)
Lớp 3:
∆ = 2.68
ε =0.56
γ =2.044 (T/m
3
)
Thay vào (*) ta có:

)/(05.2
18

8*044.28*06.22*02.2
3
1
mT=
++
=
γ
.
Vậy :
R = 0,75 x 0,33 (2.044 x 0.8 x 11.83 + 0,48x 2.05 x 23.25 x 18)
= 106.71 (T/m
2
) .
F = πd
2
/4= π . 0,8
2
/4= 0.502 (m
2
) : Diện tích tiết diện ngang cọc.
u : Chu vi tiết diện cọc u = π . D = π . 0.8 = 2.513
m
.

* Tính l
i
, f
i
+ Lớp1: Sét pha cát, nâu đỏ nâu vàng xám trắng,có chỗ lẫn sạn Laterite
h

1
= 2m; z
2
= 3
m
; Độ sệt B=0.22
→
f
1
= 5.28
T m/
2

+ Lớp 2: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
=2m; z
1
= 5
m
; Độ sệt B=0.084
→
f
1
= 5.6
T m/
2

+ Lớp 3: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h

3
= 2m; z
1
= 7
m
; Độ sệt B = 0,084 .
→
f
1
= 6
T m/
2


+ Lớp 4: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
4
= 2m; z
1
= 9
m
; Độ sệt B = 0,084 .
→
f
1
= 6.35
T m/
2

+ Lớp 5: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu

h
5
= 2m; z
1
= 11
m
; Độ sệt B = 0,084
→
f
1
= 6.64
T m/
2

+ Lớp 6: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
6
= 2m; z
1
= 13
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 5.9
T m/
2

+ Lớp 7: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu

h
7
= 2m; z
1
=15
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 6.15
T m/
2

+ Lớp 8: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
8
= 2m; z
1
=17
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 6.39
T m/
2

Với :
. L
i
: chiều dày lớp thứ i .
. h
i
: độ sâu từ mặt đất tự nhiên đến trọng tâm lớp đất i .
*Vậy sức chịu tải của cọc là:
φ

= m (m
R
RF
+ u m
fi
i=1
n
f l
i i
∑
)
= 1(1 x 106.71 x 0.502 + 2.512 x 0,6 ( 5.28 x 2 + 5.6 x 2 +6 x 2 + 6.35 x2
+6.64 x 2 +5.9 x 2 +6.15 x2 +6.39x2)) = 199.19 (T) .
*Vậy sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền là:

P = (φ / k) = 199.19 /1.4 = 142.28 (T)

2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền.
Chiều dài cọc l = 20m, d = 0.8m
Sức chịu tải được xác định theo công thức

P
a’
=
sp
p
ss
s
F
P
F
P
+

Trong đó:
P
s
: Sức chịu tải của thành phần ma sát xung quanh cọc.
P
p
: Sức chịu tải của thành phần sức chống của mũi cọc.
F
ss
: Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên lấy 1.5
÷
2
F
sp
: Hệ số an toàn cho thành phần sức chống mũi lấy 2
÷
3

+ Công thức để xác định P
p

P
p
= F
p
* q
p

F
p
: diện tích tiết diện ngang dưới mũi cọc
q
p
=pR
2
(1.3 * C *N
c
+
γ
*D * N
q
+ 0.6
γ
γ N*R*
p
)
trong đó:
C = 0.564 lực dính của lớp đất dưới mũi cọc

γ
= 0.926 T/m
3
trọng lượng thể tích của lớp đất dưới mũi cọc
d
p
= 0.8m đường kính của cọc
N
c
,N
q
,
γ
N
: các hệ số phụ thuộc góc ma sát trong
'5023
0
=
ϕ

N
c
= 22.554
N
q
= 10.86
γ
N
= 5
ta có:

q
p
= 3.14*(0.8)
2
(1.3*22.554*0.564+0.926*10.86*+0.6*0.926*0.4*19.7=696.44 T
Q
p
= 0.5024*696.44 =349.89 T
Công thức để xác định Q
s
= u
isi
hfΣ

Công thức tính ma sát bên đơn vị tác dụng lên cọc được xác định
f
si
, C
a
,
ah
tg,' ϕσ

Trong đó:
C
a
: lực dính giữa thân cọc và đất lấy C
a
= C
I

(cọc bêtông cốt thép)
'
h
σ
: (T/m
2
): ứng xuất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc
'
h
σ
= K
s
*
v
'σ

a
ϕ
: góc ma sát giữa cọc và đất nền lấy
a
ϕ
=
ϕ
(với cọc bêtông cốt thép)
C: Lực dính của đất (T/m
2
)
Ta có:
K
s

= (1-sin
ϕ
) áp lực ngang của đất ở trạng thái tĩnh
)/(53.12929.1*5.6'
2
)7(
mT
mzvp
==
=
σ

)/(634.2053.12013.1*8'
2
)15(
mT
mzvp
=+=
=
σ

)/(892.31634.20866.0*13'
2
)22(
mT
mzvp
=+=
=
σ

)/(133.35892.31926.0*5.3'
2
)33(
mT
mzvp
=+=
=
σ

fsi = C
a
+
vi
'
σ
* K
s
*tg
ai
ϕ

Ks =1-sin
ϕ

Q
si
= u *
sisi
fh *Σ

Ta có bảng tính như sau:

Z h
si
C
a
ϕ

K
s
'
v
σ

f
si
Q
si
6.5 6.5 0.624 29
0
15’ 0.42 12.53 3.518 57.45
14.5 8 0.056 25
0
25’ 0.57 20.634 5.584 112.21
27.5 13 0.078 26
0
30’ 0.55 31.892 8.743 285.51
30 3.5 0.062 29
0
24’ 0.51 35.133 9.917 87.19

Trong đó:
Q
s
=
)(TQ
si
Σ
=542.36 T
Sức chịu tải của cọc:
)(81.387
3
89.349
2
36.542
' T
F
Q
F
Q
Q
sp
p
ss
s
a
=+=+=

Khả năng chịu tải của cọc là:
Q = min (Q

a
,Q’
a
) = 299.88 (


I.3-TÍNH MÓNG M1:
I.3.1. Sơ bộ xác định kích thước đài cọc, số lượng cọc và bố trí cọc:
- Số lượng cọc cần thiết là:
3.2
28.142
68.278
2,12,1 ==≥ x
Pc
N
xn
TT
c

=> Chọn số lượng cọc là 2 cọc

- Chọn đài và bố trí cọc như hình vẽ trên
F
đ
= 4.32 m
2

- Chọn chiều sâu chôn đài là 2 m
- Nên trọng lượng đài cọc và đất phủ trên đài là:

== hnFQ
tbñ
γ
1,1×4.32×2×2 = 19 (T)
I.3.2. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc:
2
max
max
i
tt
x
xM
n
QP
P
Σ
+
+
=
.
Trong đó:
M
tt
=
Qh
x
Σ+ΣΜ
=2.94 + 2×1.71 = 6.36 (Tm)
à
2

max
max
i
tt
tt
x
xM
n
QN
P
Σ
+
+
=

=
)(28.142)(1.150
)2.12(
2.194.2
2
1968.278
2
TPT
ñ
=<=
×
×
+
+

à
2
min
min
i
tt
x
xM
n
QP
P
Σ
−
+
=

=
)(28.142)(62.147
)2.12(
2.194.2
2
1968.278
2
TPT
ñ
=<=
×
×
−
+

3.3. Kiểm tra khả năng chịu tải của nền đất dưới mũi cọc :
* Xác định kích thước khối móng qui ước :

'1120
15
550238241921415
.5023;2419;1415
1
0
3
0
2
0
1
o
ooo
b
xx
=
++×
=→
===
ϕ
ϕϕϕ

→ Góc truyền lực: ∝

'035

4
0
==
tb
ϕ
α

+ Bề rộng móng khối qui ước là :

mtgxtgLbb
cm
73.4'0352022.12
0
=×+=××+=
α

+ Bề dài khối móng qui ước là:

mxtgtgLaa
cm
13.7'0352026.32
0
=×+=+=
α

* Xác định trọng lượng móng khối qui ước :
Thể tích cọc :
)(09.2020
4
8.0

14.32
3
2
mxVc ==
.
Thể tích phần kết cấu và móng trên cọc là:
).(32.46.312.1
3
mxxV
m
==

→ Thể tích bê tông:
).(42.24
3
mVVV
mcb
=+=

→ Thể tích đất:
)(08.65042.242013.773.4
3
1
mxxV =−=

Trọng lượng thể tích trung bình của đất là :
)(046.2
684
044.2606.2802.24
3

321
332211
m
T
xxx
lll
lll
ñnñnñn
ib
=
++
++
=
++
++
=
γγγ
γ

→ Trọng lượng khối móng qui ước :

).(39.137908.650046,242.2402,2
1
TVVQ
tbbbm
=×+×=+=
γγ


)(33.242

15,1
T
N
N
tt
tc
==


)(56.2
15,1
2.94
15,1
T
M
M
tt
tc
===


)(49.1
15,1
1.71
15,1
T
Q
Q
tt
tc

===


* Ứng suất của đất dưới mũi cọc là:
x
tc
m
m
tc
(min)
max
W
M
F
QN
±
+
=
tc
σ


2
13.773.4
649.1
13.773.4
39.137933.242
x
x
±

×
+
=

W
x
: momen khang1 uốn(bl
2
/6)
).(93.74
2
max
m
T
=→
σ


).(853.74
2
min
m
T
=
σ


).(89.74
2
m

T
tb
=
σ

* Cường độ chịu tải của đất nền dưới mũi cọc là :

[ ]
ttttttm
tc
tc
DCBhAb
k
mm
R ++=
,
21
γγ
.
+ m
1
= 1,2 : Hệ số điều kiện làm việc khi cát vừa bảo hòa nước .
+ m
2
= 1 : Hệ số điều kiện làm việc liên quan đến sự tác động qua lại giữa nền và
công trình .
+
K
tc
= 1 : Hệ số tin cậy của các đặc trưng tính toán của đất.

+
→= '50233
0
ϕ
tra bảng: A = 0.69 ; B = 3.76 ; D = 6.31 .
+ b = 4.73
m
: bề rộng khối móng qui ước .
+ h = 20
m
: Độ sâu tính đến mũi cọc .
+
3
3
044.2
m
T
=
γ
.
+
3
,
046.2
m
T
tb
=
γ
.

+
).(1.1)
6
(11,0
22
m
T
cm
k
c
tt
==

)(97.200)1.131.6046.22076.3044.273.469.0(
1
12,1
2
m
T
xxxxx
x
R
tc
=++=→
.
Kiểm tra:
)(16.2412,1)(93.74
22
max
m

T
xR
m
T
tc
=<=
σ

0853.74
min
>=
σ

)(97.200)(89.74
22
m
T
R
m
T
tctb
=<=
σ

→ Thỏa điều kiện để tính lún
I.3.4. Tính lún:
+ Dùng phương pháp cộng lún từng lớp
+ Chia đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dày h
i
= 1 m

(thỏa điều kiện h
i
≤ 0,4b
m
= 0,4×4.73= 1.89(m )
+ Ứng suất bản thân ở khối đáy móng quy ước: σ
bt
= γ
1
H
m
= 40.9 (T/m
2
)
+ Ứng suất gây lún: p = σ
tb
- σ
bt
= 74.89 – 40.9=33.99 (T/m
2
)
+ Độ lún ổn định:
S=
ii
oi
i
hp
E
∑
β

β = 0.8 ( lấy cho tất cả các loại đất)

KẾT QUẢ TÍNH LÚN CỦA MÓNG M1
Độ sâu
Z
i
(m)
m
b
z2

m
m
B
L

k
o
E
o

(T/m
2
)
σ
z
= k
o
p

(T/m
2
)
σ
z
bt
(T/m
2
)
S
i

(cm)
0.2*σ
z
bt

20 0 1.51 1.000 17972.5 33.99 40.9 0.151 8.2
21 0.42 1.51 0.967 17972.5 32.87 42.94 0.146 8.59
22 0.85 1.51 0.833 17972.5 28.31 44.98 0.126 8.99
23 1.27 1.51 0.66 17972.5 22.43 47.02 0.099 9.4
24 1.69 1.51 0.51 17972.5 17.33 49.06 0.077 9.81
25 2.11 1.51 0.404 17972.5 13.73 51.1 0.061 10.22
26 2.54 1.51 0.32 17972.5 10.87 53.14 0.048 10.63
ΣS
i
=
0.71cm

Ta thấy độ lún tổng cộng ΣS

i
= 0.71 cm < S
gh
= 8 cm
I.3.5. Tính toán đài cọc:
+ Chiều cao đài chọn h = 1m
• Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài cọc:
- Cột có kích thước(0.3x0.7)m , h
o
= 0.86 m
=> u
xt
= (0.3+0.7)*2 + 0.86 * 8 = 8.88 m
- Lực xuyên thủng là tông các lực trung bình tác dụng lên đầu cọc ngoài phạm vi
xuyên thủng.
P
xt
= 2 P
tb
= 2 * 74.89 = 149.78 (T)
- Điều kiện xuyên thủng:
P
xt
<= 0.75 * R
k
* u
xt
* h
o
= 0.75*100*8.88*0.86=572.76

P
xt
= 149.78 (T) < 572.76 (T)
=>Vậy với chiều cao đài 1 m thỏa điều kiện chọc thủng của đài.

+ Xem đài cọc làm việc như 1 consol ngàm tại mép cột, chịu tác động thẳng đứng
từ cọc.
+ Moment tương ứng với mặt ngàm là: M = Σx
i
P
i
(Tm)
+ Lớp bê tông bảo vệ dày: 7cm
x
i
: khoảng cách từ trục cọc thứ i ( có phản lực là P
i
) đến mép cột
Tính cốt thép:
oa
a
hR
M
F
××
=
9,0
=89.92 / (0.9x2800x86) = 41.49 cm
2

Thép AII, R
a
=2800 (Kg/cm
2
)
a/ Thép theo phương dài:
M = ΣP
max
= 74.93 × 1.2 = 89.92 (T)
* Ta tính được
F
a
= 41.49 cm
2
, chọn 22φ16 Fa=44.24 cm
2
(φ16a160)
b/ Thép theo phương ngắn:
Momen do phản lực của cọc tác dụng trở lại(diện tích cọc lớn hơn so với diện tích
cột)
M = P
max
*S
1
+ P
min
*S
2
= 74.93*0.2 +74.85*0.2 = 29.96 Tm
* Ta tính được

F
a
= 13.82 cm
2
, chọn 8φ16 Fa=16.1 cm
2
(φ16a140)

I.4-TÍNH MÓNG M2
- Vì khoảng cách giữa hai cột trục B và C gần nhau (không đủ cho hai tiết diện đài cọc)
nên ta tính thành một đài có hai cột cùng truyền đài,chuyển tải trọng về tâm móng ta có
các giá trị sau.
- Ngoài các giá trị tải gồm:lực dọc,lực cắt, momen tính ở phần khung tại vị trí chân cột
còn có lực do đà kiềng,tường của tầng trệt truyền xuống móng M
B
,M
C
:
+ P = 13.18(T) truyền vào hai móng M
B
,M
C
:
Chuyển tải trọng về tâm đài ta có:M

MÓNG N
TT

(T)
M

TT

(Tm)
Q
TT

(T)
N
TC

(T)
M
TC

(Tm)
Q
TC

(T)
M
B
357.78 18.06 3.84 311.11 15.7 3.34
M
C
357.78 18.06 8.36 311.11 15.7 7.27
M 715.56 36.12 12.2 622.23 31.41 10.61

I.2. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC :
- Chọn cọc có đường kính d = 800mm
- Bêtông mác 300: R

n
= 130 Kg/cm
2
-Thép chịu lực CIII: R
a
= 3400 kg/cm
2

-Chọn chiều sâu chôn móng H
m
= 2 m
-Cọc có chiều dài từ MĐTN đến mũi cọc là 22(m);đọan cọc ngàm vào đài
0.2(m),đoạn đập đầu cọc 0.8(m).
- Chiều dài tính toán của cọc:L
c
= 20 (m)
I.2.1. Theo điều kiện đất nền :
φ

= m (m
R
RF
+ u m
fi
i=1
n
f l
i i
∑
)

φ: Sức chịu tải của cọc nhồi theo đất nền
m = 1 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc khoan nhồi .
m
R
= 1 : hệ số điều kiện của đất , kể đến phương pháp thi công cọc .
m
f
: hệ số điều kiện của đất, ở mặt hông của cọc nhồi (tra bảng 5 trang 38- 20 TCN
21-86).
→ Lấy m
f
= 0,6 .
f
I
: Sức chống tính toán của lớp đất thứ i của nền lên mặt hông của cọc.
l
i
: Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông của cọc.
R: Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc (trường hợp thi công hạ ống có moi
đất bên trong ống ra) đực xác định theo công thức:
R = 0,75 β(γ I’D A
o
k
+ α γ
I
h B
o
k
) (2)
Trong đó:

+ D = 0.8
m
là đường kính cọc ta có :
+ h : Chiều sâu tính từ mũi cọc đến đáy đài :
Chọn mũi cọc đặt ở độ sâu 18
m
cách mặt đất tự nhiên :
→ h = 22 – 2 = 20
m
.

+Với
'0
4
5023=
ϕ
và
25
8.0
20
==
d
h
tra bảng 6 – 20 “ TCVN 21-86”
→
33,0;48,0
25.23;
83.11
0
0

==
=Β
=Α
βα
k
R

+γ
I
’
: Trọng lượng thể tích đất trong nền cọc nhồi (T/m
3
)
+γ
I
: Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên mũi cọc
(T/m
3
)
• Tính γ
I
:

Lớp 1(4m): Theo số liệu địa chất ta có:
∆ = 2.68
ε =0.57
γ =2.02 (T/m
3
)
Lớp 2: (8m)

∆ = 2.69
ε =0.57
γ =2.06 (T/m
3
)
Lớp 3:
∆ = 2.68
ε =0.56
γ =2.044 (T/m
3
)

Thay vào (*) ta có:

)/(05.2
20
10*044.28*06.22*02.2
3
1
mT=
++
=
γ
.
Vậy :
R = 0,75 x 0,33 (2.044 x 0.8 x 11.83 + 0,48x 2.05 x 23.25 x 20)
= 118.03 (T/m
2
) .
F = πd

2
/4= π . 0,8
2
/4= 0.502 (m
2
) : Diện tích tiết diện ngang cọc.
u : Chu vi tiết diện cọc u = π . D = π . 0.8 = 2.513
m
.

* Tính l
i
, f
i
+ Lớp1: Sét pha cát, nâu đỏ nâu vàng xám trắng,có chỗ lẫn sạn Laterite
h
2
= 2m; z
2
= 3
m
; Độ sệt B=0.22
→
f
1
= 5.28
T m/
2

+ Lớp 2: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu

h
2
=2m; z
1
= 5
m
; Độ sệt B=0.084
→
f
1
= 5.6
T m/
2

+ Lớp 3: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
= 2m; z
1
= 7
m
; Độ sệt B = 0,084 .
→
f
1
= 6
T m/
2

+ Lớp 4: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu

h
2
= 2m; z
1
= 9
m
; Độ sệt B = 0,084 .
→
f
1
= 6.35
T m/
2

+ Lớp 5: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
= 2m; z
1
= 11
m
; Độ sệt B = 0,084
→
f
1
= 6.64
T m/
2

+ Lớp 6: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu

h
2
= 2m; z
1
= 13
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 5.9
T m/
2

+ Lớp 7: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
= 2m; z
1
=15
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 6.15
T m/
2

+ Lớp 8: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
= 2m; z
1
=17
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 6.39
T m/
2

+ Lớp 9: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
= 2m; z
1
=19
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 6.27
T m/
2

+ Lớp 10: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
= 2m; z
1
=21
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 7.23
T m/
2

Với :

. L
i
: chiều dày lớp thứ i .
. h
i
: độ sâu từ mặt đất tự nhiên đến trọng tâm lớp đất i .
*Vậy sức chịu tải của cọc là:
φ

= m (m
R
RF
+ u m

fi
i=1
n
f l
i i
∑
)
= 1(1 x 118.03 x 0.502 + 2.512 x 0,6 ( 5.28 x 2 + 5.6 x 2 +6 x 2 + 6.35 x2 +6.64
x 2 +5.9 x 2 +6.15 x2 +6.39x2+6.27*2+7.23*2)) = 245.57 (T) .
*Vậy sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền là:

P = (φ / k) = 245.57 /1.4 = 175.41 (T)

I.2.2. Theo điều kiện vật liệu:
P
v
= m
1
(m
2
R
b
F + R
a
F
a
)
Với :
+
m

1
= 0,7: hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công
cọc (đổ bê tông trong hố khoan giữ bằng dung dịch sét) .
+
m
2
= 0,85: hệ số kể đến điều kiện làm việc khi đổ bê tông theo phương thẳng
đứng.
+
)./(000.27;502.0;/300.1
222
mTRamFmTR
b
===

+ F
a
: chọn sơ bộ F
a
=0.5%xF
cọc
= 0.5%x0.502x10
4
= 25.1 cm
2
à P
v
= 0.7×(0.85×1300×0.502 + 27000×0.00251)
=435.74 (T) > φ =175.41 (T)
Vậy sức chịu tải của cọc lấy theo điều kiện đất nền : P

c
= φ = 175.41 (T)

I.3-TÍNH MÓNG M(4-B; 4-C):
I.3.1. Sơ bộ xác định kích thước đài cọc, số lượng cọc và bố trí cọc:
Số lượng cọc cần thiết là:
71.5
41.175
56.715
4,14,1 ==≥ x
Pc
N
xn
TT
c

=> Chọn số lượng cọc là 6 cọc
Chọn đài và bố trí cọc như hình vẽ trên
F
đ
= 21.6m
2

Chọn chiều sâu chôn đài là 2 m
Nên trọng lượng đài cọc và đất phủ trên đài là:
== hnFQ
tbññ
γ
1,1×21.6×2×2 = 95.04 (T)

2900
2400
MAậT BAẩNG BO TR COẽC
5800
2900
2400
100
B C
400
1200 1200
400
700
800
700
4
5
ị25a130
ị25a130
6
3400



I.3.2. Kim tra lc tỏc dng lờn u cc:
2
max
max
i
tt
ủ

tt
x
xM
n
QN
P

+
+
=
.
Trong ú:
M
tt
=
Qh
x
+
=36.12 + 2ì12.2 = 60.52 (Tm)

2
i
tttt
x
xM
n
QN
P

+

+
=

+ P
1
,P
2
= 109.9 (T)
+ P
5
,P
6
= 160.32 (T)
+ P
3
,P
4
= 135.1(T)

3.3. Kim tra kh nng chu ti ca nn t di mi cc :

* Xỏc nh kớch thc khi múng qui c :
'1120
15
550238241921415
.5023;2419;1415
1
0
3
0

2
0
1
o
ooo
b
xx
=
++ì
=
===



Gúc truyn lc:
'035
4
0
==
tb



+ Bề rộng móng khối qui ước là :
mtgxxtgLbb
cm
13.7'0352026.32
0
=+=××+=
α

+ Bề dài khối móng qui ước là:
mxtgtgLaa
cm
53.9'03520262
0
=×+=+=
α


16000
5600
5 03
O
'
N
tt
700
O
Q
tt
M
tt
O
O
N
tt
Q
tt
M

tt
0.00
1200 800
* Xác định trọng lượng móng khối qui ước :
Thể tích cọc :
)(29.6020
4
8.0
14.36
3
2
mxVc ==
.
Thể tích phần kết cấu và móng trên cọc là:
).(1.283.16.36
3
mxxV
m
==

→ Thể tích bê tông:
).(39.88
3
mVVV
mcb
=+=

→ Thể tích đất:
)(5.140639.882253.913.7
3

1
mxxV =−=

Trọng lượng thể tích trung bình của đất là :
)(046.2
1084
044.21006.2802.24
3
321
332211
m
T
xxx
lll
lll
ñnñnñn
ib
=
++
++
=
++
++
=
γγγ
γ

→ Trọng lượng khối móng qui ước :

).(37.30565.1406046,239.8802,2

1
TVVQ
tbbbm
=×+×=+=
γγ


)(23.622
15,1
T
N
N
tt
tc
==


)(41.31
15,1
2.94
15,1
T
M
M
tt
tc
===


)(61.10

15,1
1.71
15,1
T
Q
Q
tt
tc
===


* Ứng suất của đất dưới mũi cọc là:
x
tc
m
m
tc
(min)
max
W
6M
F
QN
x
tc
±
+
=
σ

2
53.913.7
641.31
53.913.7
57.305623.622
x
x
x
±
+
=

W
x
: momen kháng uốn(bl
2
/6)
).(43.54
2
max
m
T
=→
σ


).(85.53
2
min

m
T
=
σ


).(14,54
2
m
T
tb
=
σ

* Cường độ chịu tải của đất nền dưới mũi cọc là :
[ ]
ttttttm
tc
tc
DCBhAb
k
mm
R ++=
,
21
γγ
.
+ m
1
= 1,2 : Hệ số điều kiện làm việc khi cát vừa bảo hòa nước .

+ m
2
= 1 : Hệ số điều kiện làm việc liên quan đến sự tác động qua lại giữa nền và
công trình .
+
K
tc
= 1 : Hệ số tin cậy của các đặc trưng tính toán của đất.
+
→= '50233
0
ϕ
tra bảng: A = 0.69 ; B = 3.76 ; D = 6.31 .
+ b = 7.13
m
: bề rộng khối móng qui ước .
+ h = 22
m
: Độ sâu tính đến mũi cọc .
+
3
3
044.2
m
T
=
γ
.
+
3

,
046.2
m
T
tb
=
γ
.
+
).(1.1)
6
(11,0
22
m
T
cm
k
c
tt
==

)(49.223)1.131.6046.22276.3044.213.769.0(
1
12,1
2
m
T
xxxxx
x
R

tc
=++=→
.
Kiểm tra:
)(18.2682,1)(43.54
22
max
m
T
xR
m
T
tc
=<=
σ

085.53
min
>=
σ

)(49.223)(14.54
22
m
T
R
m
T
tctb
=<=

σ

→ Thỏa điều kiện để tính lún
I.3.4. Tính lún:
+ Dùng phương pháp cộng lún từng lớp
+ Chia đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dày h
i
= 0,5 m (thỏa điều
kiện h
i
≤ 0,4b
m
= 0,4×7.13 = 2.85(m )
+ Ứng suất bản thân ở khối đáy móng quy ước: σ
bt
= γ
1
H
m
= 45 (T/m
2
)
+ Ứng suất gây lún: σ
gl
= σ
tb
- σ
bt
= 54.14 – 45 =9.14 (T/m
2

)
+ Độ lún ổn định:
S=
ii
oi
i
h
E
σ
β
∑

β = 0.8 ( lấy cho tất cả các loại đất)



KẾT QUẢ TÍNH LÚN CỦA MÓNG M1
Độ sâu
Z
i
(m)
m
B
z2

m
m
B
L

k
o
E
o

(T/m
2
)
σ
gl
= k
o
p
(T/m
2
)
σ
z
bt
(T/m
2
)
S
i

(cm)
0.2*σ
z
bt

20 0 1.34 1.000 718.9 9.14 45 0.51 9
20.5 0.14 1.34 0.99 718.9 9.05 46.022 0.5 9.2
21 0.28 1.34 0.98 718.9 8.96 47.044 0.49 9.41
ΣS
i
=
1.5 cm

Ta thấy độ lún tổng cộng ΣS
i
= 1.5cm < S
gh
= 8 cm
Q
tt
Q
tt
N
tt
O
M
tt
O
O
N
tt
M
tt
0.00
36.82

37.84
38.86
39.89
40.91
41.93
42.95
-2 m
-4 m
-12 m
Z
-18 m
11.33
11.19
11.06
10.69
10.11
9.53
8.72

I.3.5. Tính toán đài cọc:
+ Chiều cao đài chọn h = 1.2 m
• Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài cọc:
- Cột có kích thước(0.4x0.7)m , h= 1.2 m
=> u
xt
= (0.4+0.7)*2 + 5.34 =7.54 m
-Lực xuyên thủng là tông các lực trung bình tác dụng lên đầu cọc ngoài phạm vi
xuyên thủng.
P
xt

= 6 P
tb
= 6 * 54.14 =324.84 (T)
- Điều kiện xuyên thủng:
P
xt
=324.84 (T)

<= 0.75 * R
k
* u
xt
* h
o
= 0.75*100*7.54*1.06=599.43(T)
P
xt
= 324.84 (T) < 599.43 (T)
=>Vậy với chiều cao đài 1,2 m thỏa điều kiện chọc thủng của đài.
+ Xem đài cọc làm việc như dầm liên tục có các lực tập trung truyền xuốg là lực do cọc
truyền vào.
+ Moment theo phương cạnh dài(giải như dầm liên tục): M = 289.9 (Tm)
+ Lớp bê tông bảo vệ dày: 7cm
Tính cốt thép:
oa
a
hR
M
F
××

=
9,0
=289.9 / (0.9x2800x106) = 108.53cm
2

Thép AII, R
a
=2800 (Kg/cm
2
)
a/ Thép theo phương dài:
M = 289.9 (Tm)
Ta tính được
F
a
= 108.53 cm
2
, chọn 35φ25 F
a
= 109.97 (cm
2
) (φ25a160)
b/ Thép theo phương ngắn:
Theo phương cạnh ngắn xem đài móng như là một conson ngàm tại chân cột có lực
tập trung P = 405.32 (T) truyền vào với cánh tay đòn y = 1.2(m)
M = P x y = 405.32x 1.2 = 486.38 (Tm)
Ta tính được
F
a
= 182.1cm

2
, chọn 37φ25 Fa=181.63cm
2
(φ25a100)

I.3.6 Kiểm tra cọc chịu tải ngang
Tải trọng truyền xuống móng bao gồm:
Q
TC
= Q
TT
/1.15 (T); N
TC
= N
TT
/1.15 (T) ; M
TC
= M
TT
/1.15 (Tm)

LOẠI Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn
Q (T) 12.2 10.61
N (T) 715.56 622.23
M
1

M

(Tm) 36.12 31.41

L
H
o
X
0
δ
H H
N
o
∆
n
δ
M H
δ
HM
δ
M M


- Phân phối tải trọng ngang cho 6 cọc chịu:
Q
tt
k
=
)(03.2
6
2.12
6

T
Q
tt
==

Q
tc
k
=
)(77.1
6
61.10
6
T
Q
tc
==

- Lực đứng N
k
tác dụng chỉ do tải trọng N
0
, M
0
gây ra
- Tải trọng lớn nhất tác dụng vào đầu cọc:
N
tt
k
= P

max
= 160.32 (T).
- Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không
có chuyển vị xoay.
- Hệ số biến dạng:
α
bd
=
5
*
*
JE
bk
b
c

Trong đó:
k : Hệ số tỷ lệ, có thứ nguyên (T/m
4
).

)(69.522
352.044.1
352.0*4.56644.1*512
**
4
21
2211
m
FF

FKFK
K =
+
+
=
+
+
=

- Chiều dài ảnh hưởng của cọc đến độ sâu 3.6 m, nằm trong 2 lớp:
* Lớp đất 1 : Sét pha cát
g
II
=2.02Tm
2
,ϕ
II
=15
o
.14,C
II
=0.636
F =
2
44.12
2
)44.01(
mx =
+

K= 512 Tm
4


* Lớp đất 2 : Sét pha cát
g
II
=2.06 Tm
2
,ϕ
II
=19
o
.24 ,C
II
=0.636
F =
2
352.044.06.1
2
1
mxx =

K= 566.4 Tm
4


- Chiều dài ảnh hưởng:
l
ah

= 2 * (0.8+1) (m) =3.6 m
d: Đường kính cọc; d = 0.8 (m)
b
c
:Bề rộng quy ước của cọc : b
c
= 0.8+1=1.8 m
E
b
:Mođun đàn hồi của bê tông cọc khi nén và khi kéo:290X10
4
T/m
2

J :Momen quán tính tiết diện ngang cọc(pr
4
/4)=0.02
- Biểu đồ hiển thị mức độ ảnh hưởng của các lớp đất trong phạm vi làm việc đến
chiều dài của các lớp đất:

Q
O
tt
tt
M
O
LÔÙP 1
LÔÙP 2
LÔÙP3
L

ah
=3.6m
1ñv
2m1.6m



SƠ ĐỒ THỂ HIỆN CHIỀU DÀI ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG
I: là mômen quán tính tiết diện cọc
)(02.0
4
4.0*14.3
4
*14.3
4
44
m
r
I ===

- Theo Tiêu chuẩn xây dựng 205 -1998
+ Khi d < 0.8 m thì b
tt
= 1.5*d + 0.5 m
+ Khi d
≥
0.8m, b
tt
= d + 1m
- Cọc có tiết diện ( d=0.8 m)

⇒
b
c
= 0.8 + 1 = 1.8 m
E
b
: Mô đun đàn hồi của bê tông, E
b
= 294*10
4
(T/m
2
)

⇒
Hệ số biến dạng:
α
bd
=
44.0
02.0*10*290
8.1*69.522
5
4
=
(m
-1
)
- Chiều sâu tính đổi phần cọc hạ trong đất:

L
c
= α
bd
*L = 0.44*20 = 8.8(m).
- Chuyển vị ngang của cọc ở mức đáy đài được tính:
∆
n
= u
o
+ j
o
*L
o
+
IE
LQ
b
o
**3
*
3

L
o
= 0 , j
o
=0.
u
o

: chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đế đài
u
o
= Q
tt
k
* δ
HH
+ M
tt
f
* δ
HM

Trong đó:
Q
tt
k
: giá trị tính toán của lực cắt ở cọc thứ k
M
tt
f
: giá trị tính toán momen ngàm ở đầu cọc
δ
HH
, δ
HM
: là các chuyển vị ngang ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn
vị M
O

, H
O
= 1 đặt tại cao trình này
δ
MH
, δ
MM
: là các chuyển vị xoay ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn vị
M
O
, H
O
=1 đặt tại cao trình này

O
b
bd
HH
A
IE
*
**α
1
δ
3
=


O
b

bd
HM
B
IE
*
**α
1
δ
2
=


O
bbd
MM
C
IE
*
**α
1
δ =

Trong đó A
o
, B
o
, C
o
phụ thuộc vào L
c

Với L
c
= 8.8 m > 4, ta có: A
o
= 2.441; B
o
= 1.621; C
o
=1.751
* Tính toán chuyển vị ngang

)/(10*94.4441.2*
02.0*10*290*44.0
1
δ
4
43
Tm
HH
−
==⇒


)/(10*44.1621.1*
02.0*10*290*44.0
1
δ
4
42

Tm
MH
−
==⇒


)/(10*69.0751.1*
02.0*10*290*44.0
1
δ
4
4
Tm
MM
−
==⇒


*
).(24.4
10*69.0
03.2*10*44.1
*
4
4
mT
Q
M
MM
tt

kMH
tt
f
−=−=−=
−
−
δ
δ

Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào bệ dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có
momen là momen ngàm:
u
tt
o
= Q
tt
k
* δ
HH
+ M
tt
f
* δ
MH

u
tt
o
= 2.03* 4.94*10
-4

– 4.24 * 1.44*10
-4
= 3.92*10
-4
(m) =0.000392 m
=> 0. 0392(cm) < 1 (cm)
- Chuyển vị của cọc ở đáy đài:
∆
n
= u
o
+ j
o
* L
o
+
IE
LH
b
o
**3
*
3
(L
0
= 0; j
o
= 0)
= 0.0392 (cm)
Ta có ∆

n
= 0.0392 (cm) < 1cm
Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị ngang
- Mômen uốn M
z
(T/m), áp lực ngang Uz (T) và lực cắt Qz (T)trong các tiết
diện cọc được tính theo công thức sau:
U
z
=








++
α
ϕ
−
1
b
3
bd
tt
k
1
b

2
bd
tt
k
1
bd
O
1oe
bd
D
I*E*
Q
C
I*E*
M
B*A*uz
K
αα
α

M
z
= α
2
bd
* E
b
* I * u
0
* A

3
- α
bd
* E
b
* I * ϕ
0
* B
3
+

3
bd
tt
k
tt
f
D
Q
3C*M
α
+