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) q c (MPa) N 60 50 100 150 200 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: 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 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. 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 40 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 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 Ta có kt qu tr a cht nh sau: 41 C¸t pha 101 301 201 401 320063006800 dÎo SÐt pha Nh·o C¸t võa ChÆt võa C¸t sái ChÆt NhËn xÐt chung: Lớp đất thứ nhất vµ thứ hai thuộc loại mềm yếu, lớp 3 kh¸ tốt vµ dµy, lớp 4 rất tốt nhưng ở dưới s©u. 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 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. IV. tính toán móng cọc IV.1: Chọn độ chôn sâu của đáy đài: 43 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 1-b. S c ch u t i c a c c theo t n n: 1.b.1. Xác inh theo k t qu c a thí nghi m trong phòng (ph ng pháp th ng kê): Sc chu ti ca cc theo nền đất xác nh theo công thc: csgh QQP += 44 [...]... 250 100 400 -1 .200 -1 .300 700 800 50 0.000 250 59 Tài liệu tham khảo Giáo trình nền móng - Lê Đức Thắng Sổ tay thiết kế nền móng: Tập I; Tập II - Dịch từ Sổ tay của Liên xô Tính toán Móng cọc - Lê Đức Thắng Tính toán móng nông - Vũ Công Ngữ Cẩm nang dùng cho kỹ s Địa kỹ thuật - Trần Đình Việt Thiết kế thi công hố móng sâu - Nguyễn Bá Kế Những phơng pháp xây dựng Công trình trên nền đất yếu - Hoàng văn... Mx tính toán tại đáy đày tt M x = 13,8 + 3,45 ì 1,2 = 17,9Tm 49 4 y i =1 2 i = 4 ì 1,12 = 4,84m 2 Lập bảng tính: 4 Cc y i (m) y i =1 2 i Poi (T ) 1 -1 ,1 4,84 23,5 2 1,1 4,84 23,5 3 0 4,84 27,6 4 -1 ,1 4,84 31,7 5 1,1 4,84 31,7 V Kiểm tra tổng thể đài cọc Gi thit coi móng cc là móng khi quy c nh hình v: V.1 Kiểm tra áp lực dới đáy móng khối - iu kin kim tra: pq R pmaxq 1,2.R - Xác nh khi móng quy c:... Nh vậy đất nền dới đáy móng khối quy ớc đủ khả năng chịu lực Chú ý: Nếu dới mũi cọc có lớp đất yếu thì phải kiểm tra khả năng chịu lực của lớp đất này V.2 Kiểm tra lún cho móng cọc: Độ lún đợc tính với tải trọng tiêu chuẩn: tb = 38,8T / m 2 áp lực gây lún: 52 gl = tb hqu = 38,8 1,77.12,7 = 38,8 22,48 = 16,32T / m 2 Độ lún của móng cọc đợc tính toán nh sau: Chia nền đất dới đáy móng khối thành... cẩu lắp - Tính toán cốt thép làm móc cẩu: + Lực kéo móc cẩu trong trờng hợp cẩu lắp cọc: Fk = q.l a, lực kéo ở một nhánh, gần đúng: Fk' = Fk q.l 0,234.6 = = = 0,702T 2 2 2 Thép móc cẩu chọn loại A-I ( thép A-I có độ dẻo cao, tránh gãy khi cẩu lắp) Diện tích cốt thép của móc cẩu: Fa = Fk' 0,702 = = 0,305cm 2 Ra 23000 Chọn thép móc cẩu 12 có Fa = 1,13cm 2 V.4 Tính toán đài nhóm cọc 55 Tính toán đâm thủng... chịu tải của cọc lấy theo kết quả xuyên tiêu chuẩn [P] = 30 T IV.3 Xác định số lợng cọc và bố trí cọc trong móng: n= Số lợng cọc sơ bộ xác định nh sau: Do độ lệch tâm lớn nên ở đây chọn: n = 1,2 120 = 4,8 ; 30 N [ P] = 1,2 chọn n=5 cọc và bố trí nh sau: tt No tt 0.000 Mo tt Qo -1 .200 x 250 4 400 1300 1 3 600 2 1100 5 400 400 250 y 1100 2700 (m bo khong cách các cc 3d - 6d) IV.4 Đài cọc - T vic b trí... móng khối thành từng lớp phân tố có chiều dày h Bqu 4 Dùng phơng pháp cộng lún phân tố: (nếu cọc đặt vào lớp thứ 4 thì dới đáy móng khối quy ớc coi là nền nền đồng nhất ta có thể tính lún bằng cách dùng kết quả của lý thuyết đàn hồi.) tt No tt 0.000 0.000 Mo tt Qo -1 .200 2450 101 -3 ,2 317' 301 -1 2,7 201 -1 6,3 bt= 28,06T/m2 bt= 28,06T/m2 bt= 28,06T/m2 bt= 28,06T/m2 bt= 28,06T/m2 bt= 28,06T/m2 bt= 28,06T/m2... thủng của cột Tính toán cờng độ trên tiết diện nghiêng theo lực cắt Tính toán đài chịu uốn V.4.1 Tính toán đâm thủng của cột: Gần đúng tính kích thớc tiết diện cột nh sau: (bc ì lc ) Fc = N tt ì n Rn N tt - lực dọc tính toán ở chân cột (n= 1,2-hệ số xét đến ảnh hởng của mô men) Giả sử tính đợc tiết diện cột là (30 ì 50) cm2 ; ta chọn tiết diện cổ móng tiết diện (40 ì 60) cm2 để tính toán đài (Giả thiết... va tra bng c R 4200kPa = 420T / m 2 i - lc ma sát trung bình ca lp t th i quanh mt cc Chia t thành các lp t ng nht, chiu dày mi lp 2m nh hình v Ta lp bng tra c i theo li ( li khoảng cách từ mặt đất đến điểm giữa của mỗi lớp chia 45 1000 500 500 0.000 -1 ,2 101 Cát pha, dẻo 2000 -2 ,2 -3 .200 301 sét pha, nhão -9 ,5 201 Cát hạt nhỏ, chặt vừa 1600 -1 0,3 1600 -1 1.9 -1 2.700 Lp t Loi t 101 cát pha,do B = 0,576... khi móng quy c tính t mt t đến mi cc HM = 12,7 m + Dùng sơ đồ 1o đối với nền nhiều lớp: Diện tích đáy móng khối quy ớc xác định theo công thức sau đây: Fdq = Lqu ì Bqu = ( L1 + 2 Ltg )( B1 + 2 Ltg ) = tb (trong đó tb - góc ma sát trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên) 4 L1 = 2,45m khoảng cách giữa 2 mép ngoài cùng của cọc theo phơng x B1 = 1,55m khoảng cách giữa hai mép ngoài cùng của cọc. .. Tính toán đài chịu uốn: (Tính toán cờng độ trên tiết diện thẳng góc) Ta xem đài làm việc nh những bản conson bị ngàm ở tiết diện mép cột, hoặc mép tờng Tính mô men tại ngàm (Mô men lớn nhất) - Mômen tại mép cột theo mặt cắt I-I: M I = r1 ( P04 + P05 ) Trong ó: r1: khoảng cách từ trục cọc 4 và 5 đến mặt cắt I-I r1 = 0,8m M I = 0,8.( P04 + P05 ) = 0,8.(31,7 + 31,7) = 50,7Tm tt N o tt M o tt -1 .200 c=675 . 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. 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. 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