Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 PhÇn III NỊn mãng (15%) NHIƯM Vơ THIÕT KÕ: - ĐáNH GIá ĐặC ĐIểM CÔNG TRìNH - ĐáNH GIá ĐIềU KIệN ĐịA CHấT CÔNG TRìNH - ĐáNH GIá CHỉ TIÊU CƠ Lý - XáC ĐịNH NộI LựC CÔNG TRìNH Để TíNH MóNG - CHọN PHƯƠNG áN MóNG - THIếT Kế MóNG ĐƠN TRụC - a Và MóNG HợP KHốI TRụC - b,c Giáo viên hớng dẫn : TH.S NGUYễN THANH TUấN Sinh viên thực : LàU SủI SáNG Lớp : 2006x6 I Giới thiệu công trình Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế móng cọc đơn trục 2-A móng cọc hợp khối 2-B ,C I.1 Đặc điểm kiến trúc công trình: Tên công trình: Khu nhà dịch vụ phục vụ-Khu Liên hợp lọc hoá dầu Nghi Sơn Địa điểm xây dựng: Tỉnh Thanh Hóa Quy mô đặc điểm công trình: Công trình có tổng chiều dài 45,78 m, rộng 16,5m cao 10 tầng Chiều cao tầng điển hình 3,3m, chiều cao tầng 4,5m kết cấu mái mái tôn Công trình đợc xây dựng khuôn viên có giải phóng mặt bằng, diện tích khu đất rộng, thuận lợi trình thi công Svth: làu sủi sáng lớp06x6 trang - - Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 + Phía Đông Bắc giáp kênh tới tiêu thuỷ lợi rộng khoảng 3m cánh đồng xà Nguyên Bình + Phía Đông Nam giáp ruộng dân c thôn xà Xuân Lâm + Phía Tây Nam giáp đờng dân c có thuộc xà Xuân Lâm + Phía Tây Bắc giáp đờng Quốc lộ 1A quy hoạch Cho nên em lựa chọn phơng án thi công cọc cọc ép Công trình vị trí tiếp giáp đờng giao thông, thiết kế thi công móng thuận lợi, không ảnh hởng đến công trình lân cận nh sạt lở đất, lún I.2 Đặc điểm kết cấu công trình: Sơ đồ kết cấu chịu lực công trình sơ đồ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, tờng bao che, Sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối dày 10 cm Khi tính toán khung mặt ngàm chân cột lấy -1,6 m so với cos + 0.00m Khi tÝnh to¸n nỊn mãng theo TTGH II, cần khống chế độ lún giới hạn độ lún lệch giới hạn công trình để sử dụng công trình cách bình thờng, nội lực bổ sung lún không gây kết cấu siêu tĩnh không lớn, kết cấu khỏi h hỏng đảm bảo mĩ quan cho công trình: S S gh S S gh Tra bảng H2 ( TCXD 205-1998) nhà khung bê tông cốt thép có tờng chèn đợc - Độ lún tuyệt đối giới hạn: Sgh = 8cm - Độ lún lệch tơng đối giới hạn Sgh = 0,002 ii điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn Điều kiện địa chất công trình Theo báo cáo địa chất công trình, giai đoạn phục vụ thiết kế kỹ thuât thi công, khu đất xây dựng tơng đối phẳng, từ xuống dới gồm lớp đất có chiều dày thay đổi mặt b»ng Qua nhËt ký hè khoan, tµi liƯu thÝ nghiƯm đất công tác chỉnh lý phòng cho phép chia đất phạm vi chiều sâu khảo sát thành lớp sau: Lớp 1: Lớp đất lấp dày trung bình 2,2m Lớp 2: Lớp sét xám nâu, xám đen, lẫn hữu dẻo chảy, dày trung bình 16,4m Lớp 3: Lớp cát nhỏ, xám ghi, chặt vừa, dày trung bình 10,8m Svth: làu sủi sáng lớp06x6 trang - - Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 Lớp 4: Lớp sét,xám nâu,xám đen,lẫn hữu cơ,dẻo chảy, dày trung bình 4,4m Lớp 5: Lớp cát nhỏ, xám ghi,ghi vàng, chặt vừa, dày trung bình 3,4m Lớp 6: Lớp sét xám nâu,xám ghi, dẻo mềm, dày trung bình 2,6m Lớp 7: Lớp cát nhỏ, xám ghi, chặt vừa, dày trung bình 1,5m Lớp 8: Lớp sét pha,xám nâu, xám đen,lẫn hữu cơ,dẻo chảy,dày trung bình 4,8 m Lớp 9: Lớp cuội sỏi, chặt chiều dày cha kết thúc phạm vi khảo sát Chỉ tiêu học, vật lý lớp đất nh bảng: Bảng tiêu lý kết thí nghiệm trờng lớp đất TT w Tên lớp đất γc kN kN ) ( 3) m m 17.0 ∆ ( §Êt lÊp - CII ϕII W Wnh Wd % % % (kPa) (0) - - - - - NSPT (kPa) - Sét xám nâu, xám đen, lẫn hữu dẻo chảy Cát nhỏ, xám ghi, chặt vừa Sét, xám nâu, xám đen, lẫn hu cơ, dẻo chảy Cát nhỏ, xám ghi, ghi vàng, chặt vừa Sét xám nâu, xám ghi, dẻo mềm Cát nhỏ,xám ghi,chặt vừa Sét pha, xám n©u, 17.0 - 17.2 17.8 - 11.8 2,65 44.1 44.3 26.5 7.0 6019 - 2,67 - - - - - 2,66 - - - - - - 2,66 - - - - - - - - 1500 1500 16 13500 13.3 2,69 33.8 38.5 23.1 9.6 7026 - - 16 13500 12.1 2,63 42.0 45.8 27.0 9.1 7019 5000 18 13500 xám đen,lẫn hữu cơ, 17.5 12.7 2,64 38.0 39.1 23.4 9.5 dẻo chảy Cuội sỏi,rất chặt - E0 - 80 - 3000 50000 §Ĩ tiÕn hành lựa chọn giải pháp móng độ sâu chôn móng cần phải đánh giá tính chất xây dựng lớp đất Svth: làu sủi sáng lớp06x6 trang - - Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dùng khãa 2006-2011 a Líp 1:Líp ®Êt lÊp, cã chiỊu dày trung bình 2,2m Phủ khắp diện tích khảo sát xây dựng lớp đất lấp có bề dày thay đổi từ 2.0m 2.6m Thành phần đất lấp cát hạt nhỏ,màu xám nâu,xám tro phần bên lẫn phế thải xây dựng Do đất lấp có thành phần trạng thái không đồng cha đủ thời gian cố kết nên cần đào qua lớp đặt móng xuống lớp đất ổn định bên dới nên không lấy mẫu thí nghiệm b.Lớp 2: Lớp sét xám nâu, xám đen, lẫn hữu dẻo chảy, có chiều dày trung bình 16,4m Xuất sau lớp (1) độ sâu từ 2.0m 2.6m lớp sét màu xám nâu,xám đen, lẫn hữu cơ, trang thái dẻo chảy Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 18.5m 18.7 m Độ sệt : I S = W − Wd 44,1 − 26,5 = = 0,99 Wnh − Wd 44,3 − 26,5 0,75 10000 (kPa) ⇒ Kết luận lớp đất có cờng độ chịu tải tốt Nếu phơng án móng cọc cho múi cọc tỳ lên lớp đất f Lớp 6: Lớp sét xám nâu,xám ghi, dẻo mềm Svth: làu sủi sáng lớp06x6 trang - - Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kü s x©y dùng khãa 2006-2011 Xt hiƯn sau líp (5) độ sâu từ 37.0m 37.4m lớp sét màu xám nâu,xám ghi, trạng thái dẻo mềm Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 39.2m 40.4 m §é sƯt: IS = W − Wd 33,8 − 23,1 = = 0,69 Wnh − Wd 38,5 − 23,1 Từ kết báo cáo địa chất ta có 0,5< IS = 0,69 < 0,75 nên kết luận trạng thái đất dẻo mềm chảy Giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT qua 02 lần: N = Với mô ®un ®µn håi Ro = 1.0kG/ cm2=100 (kPa) ; Eo = 50kG/ cm2=5000 (kPa) = 5000 (kPa) ⇒ KÕt luËn lớp đất có cờng độ chịu tải tơng đối tốt g Lớp 7: Lớp cát nhỏ, xám ghi, chặt vừa Xuất sau lớp (6) độ sâu từ 39.2m 40.4m lớp cát hạt nhỏ, màu xám ghi,trang thái chặt vừa Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 41.2m 41.4 m Giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT qua 02 lần: N = 18 Với mô ®un ®µn håi Ro = 1.5kG/ cm2=150 (kPa) ; Eo = 135kG/ cm2=13500(kPa) > 10000 (kPa) ⇒ KÕt luËn lµ lớp đất có cờng độ chịu tải tốt h Lớp 8: Lớp sét pha, xám nâu, xám đen, lẫn hữu cơ,dẻo chảy Xuất sau lớp (7) độ sâu từ 41.2m 41.4m lớp sét pha màu xám nâu, xám đen, trạng thái dẻo chảy Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 46.0m 46.2 m Độ sÖt: IS = W − Wd 38, − 23, = = 0,93 Wnh − Wd 39,1 − 23, Từ kết báo cáo địa chất ta có 0,75< IS = 0,93< nên kết luận trạng thái đất dẻo chảy Giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT qua 04 lần: N = Với mô đun ®µn håi Ro = 0.7kG/ cm2= 70 (kPa) ; Eo = 30kG/ cm2=3000(kPa) < 5000 (kPa) ⇒ KÕt luËn lµ lớp đất có cờng độ chịu tải yếu Svth: làu sủi sáng lớp06x6 trang - - Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiƯp kü s x©y dùng khãa 2006-2011 i.Líp 9: Líp ci sái, rÊt chỈt Xt hiƯn sau líp (8) ë ®é s©u tõ 46.0m – 46.2m.Khoan ®Õn 62.0m vÉn cha kết thúc Cuội sỏi thuộc loại tròn cạnh, màu xám ghi, trạng thái chặt Giá tri xuyên tiêu chuẩn qua 14 lần lớn 100 nhát /30 cm cuối Giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT qua 02 lần: N = 18 Với mô đun đàn hồi Ro = 8.0kG/ cm2=800 (kPa) ; Eo = 500kG/ cm2=50000(kPa) > 25000 (kPa) Kết luận lớp đất có cờng độ chịu tải tốt Điều kiện địa chất thủy văn Phạm vi khảo sát tồn nớc dới ®Êt.Níc díi ®Êt xt hiƯn líp ®Êt lÊp (1) tàng trữ chủ yếu lớp 3,5,7 9.Nguồn cung cÊp cho níc díi ®Êt chđ u níc mặt thấm từ xuống.Tại thời điểm khảo sát mực nớc dới đất ổn định cách mặt đất chừng 0.3m 0.6m < mực nớc ngầm nằm sâu> a.Địa hình Khu vực xây dựng nằm cạnh đờng giao thông nên việc chuyên chỏ vật liệu xây dựng thuận lợi Công trình đợc xây dựng khuôn viên có giải phóng mặt bằng, diện tích khu đất rộng, thuận lợi trình thi công b.Địa tầng Địa tầng khu vực khảo sát từ bề mặt đến độ sâu 62.0m khu vực xây dựng gồm lớp nh sau: Svth: làu sủi sáng lớp06x6 trang - - Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 Iii lựa chọn giải pháp móng độ sâu đặt móng: 1.Giải pháp móng Phơng án 1: Móng nông thiên nhiên Svth: làu sủi sáng lớp06x6 trang - - Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 Phơng án móng nông: Móng nông phù hợp cho công trình có tải trọng tính toán nhỏ, điều kiện địa chất tốt Khu nhà dịch vụ phục vụ Khu liên hợp lọc hoá dầu nghi sơn, công trình cao tầng tải trọng tính toán lớn nên không hợp lí Phơng án 2: Móng nông nhân tạo Móng nông nhân tạo giải pháp tơng đối kinh tế; nhng không phù hợp với điều kiện địa chất công trình; lớp đất thứ dày trung bình 16,4 m có mô đun biến dạng E = 1500 kPa, sức chịu tải yếu.Tuy cần độ ổn định chịu tải trọng ngang nên không sử dụng giải pháp móng Phơng án 3: Móng cọc Phơng án móng sâu: Có nhiều u điểm móng nông, khối lợng đào đắp giảm, tiÕt kiƯm vËt liƯu vµ tÝnh kinh tÕ cao Mãng sâu thờng thiết kế móng cọc Cọc đóng: Sức chịu tải cọc lớn ,thời gian thi công nhanh ,đạt chiều sâu đóng cọc lớn ,chi phí thấp ,chủng loại máy thi công đa dạng ,chiều dài cọc lớn số mối nối cọc chất lợng, áp dụng hiệu với nơi có điều kiện đất sét Tuy nhiên biện pháp có nhiều nhợc điểm :gây ồn ,gây ô nhiễm môi trờng ,gây trấn động đất xung quanh nơi thi công ,nh gây ảnh hởng đến số công trình lân cận Biện pháp không phù hợp với việc xây chen thành phố Do phơng án không đợc lựa chọn Cọc khoan nhồi: Sức chịu tải cọc lớn, thi công không gây tiếng ồn, rung động Nhợc điểm cọc khoan nhồi biện pháp thi công công nghệ thi công phức tạp.Chất lợng cọc thi công công trờng không đảm bảo Giá thành thi công cao Cọc ép: Không gây ồn gây chấn động cho công trình lân cận, cọc đợc chế tạo hàng loạt nhà máy chất lợng cọc đảm bảo Máy móc thiết bị thi công đơn giản,rẻ tiền.Tuy nhiên tồn số nhợc điểm : Chiều dài cọc ép bị hạn chế chiều dài cọc lớn khó chọn máy ép có đủ lực ép ,còn để chiều dài cọc ngắn thi công chất lợng cọc không đảm bảo có nhiều môí nối Kết luận: Căn vào đặc điểm công trình, tải trọng tác dụng lên công trình, điều kiện địa chất công trình vị trí xây dựng công trình, dựa vào phân tích trên, nên chọn phơng án cọc ép BTCT để thiết kế móng cho công trình Svth: làu sủi sáng lớp06x6 trang - - Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ ¸n tèt nghiƯp kü s x©y dùng khãa 2006-2011 Giải pháp mặt móng Công trình có hình chữ nhật; mặt cắt ngang công trình tơng đối đối xứng; khung chịu lực bê tông cốt thép; nên ta sử dụng giải pháp móng hình chữ nhật Sử dụng hệ gi»ng mãng bè trÝ theo hƯ trơc ngang, däc cđa mặt công trình Bố trí hệ giằng móng để giảm ảnh hởng việc lún không móng công trình; tạo ổn định ngang cho hệ móng công trình; đồng thời kết hợp làm kết cấu đỡ tờng tầng Với nhịp nhà 7,25m 8m, bớc cột 3,6m nên ta chọn giằng móng gồm loại: + Gi»ng däc nhµ chän gi»ng cã kÝch thíc 400x700 + Gi»ng ngang nhµ chän gi»ng cã kÝch thíc 400x700 Gi»ng móng làm việc nh dầm đàn hồi, giằng truyền phần tải trọng đứng xuống đất Tuy nhiên để đơn giản tính toán thiên an toàn ta xem tải trọng giằng truyền nguyên vẹn lên móng theo diện truyền tải Ngoài giằng truyền tải trọng ngang móng, nhiên theo sơ đồ tính khung ta coi cột móng ngàm cứng nên cách gần ta bỏ qua làm việc giằng Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 10 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 Vậy nội lực tính toán xác định đến mức đỉnh móng vị trí trọng tâm móng hợp khối (®iĨm O’) N tt0 = N tt0( B ) + N 0(tt C ) = 5186, + 4104,88 = 9357,28kN M tt0 = M tt0( B ) + M 0(tt C ) = 21,744 + 20, 011 = 41,76kNm Q tt0 = Q tt0( B ) + Q 0(tt C ) = 9,673 + 8,105 = 17,78kN T¶i träng tt Mãng M2 N Qx Qy Mx My Tỉ hỵp -9357,28 -170,17 17,78 41,76 -330,22 13 - Néi lùc tiªu chuẩn xác định đến mức đỉnh móng vị trí trọng tâm móng hợp khối nội lực tính toán xác định đến mức đỉnh móng hộp khối chia hệ số vợt tải n = 1,2 kết thể b¶ng: T¶i träng tc N Qx Qy Mx My Tỉ hỵp 13 Mãng M2 7797,73 -141,81 14,82 34,8 -275,18 Xác định sức chịu tải cọc đơn (Xác định nh móng M1) 3.1 Sức chịu tải cọc theo vËt liƯu lµm cäc: (nh mãng 2-A) Pv = 1634 kN 3.2 Sức chịu tải tính toán cọc theo ®Êt nỊn: (nh mãng 2-A) Pdtt = 1418(kN) 3.3 Xác định sức chịu tải cọc theo xuyên tiêu chuÈn SPT: SPT (nh mãng 2-A) PSPT = 593,1(kN) * Sức chịu tải tính toán cọc: Pctt = min(PV ;Pdtt ;PSPT ) = min(1634;1418;593) = 593,1(kN) Chọn giá trị PSPT = 593,10 (kN) để tính toán Xác định số cọc bố trí cọc - áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài phản lực đầu cọc gây p tt = Pctt 593,1 = = 537.96(kN) (3.d) (3.0,35)2 -DiƯn tÝch s¬ bé ®Õ ®µi N tt0 9357,28 Fsb = tt = = 19,97(m ) p - γ tb h m n 537,96 - 20.3,15.1,1 Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 38 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 Với : N tt0 :Tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài tb : Trọng lợng thể tích bình quân đài đất đài tb =20 kN/m3 ; n : Hệ số vợt tải n =1,1 htb: móng không chênh cos nên htb = hm =3,15 m - Trọng lợng sơ đài đất đài N ttd = n.Fsb h m γ tb = 1,1.19,97.3,15.20 = 1383,92(kN) - Lùc däc s¬ tính toán xác định đến đế đài N tt = N tt0 + N ttd = 9357,28 + 1383,92 = 10741,20(kN) - Số lợng cọc sơ nc = N tt 10741,20 = = 18,11 cäc Pc 593,1 LÊy sè cäc n'c= 21 cäc Bè trÝ c¸c cäc mặt nh hình vẽ - Diện tích đế đài thực tế Fđtt= 7,4x2,8 = 20,72m2 - Trọng lợng tính toán đài đất đài đến cốt đế đài: N ttd = nFtt hγ tb = 1,1 × 20,72 × 3,15 × 20 = 1435,896kN - Lùc däc tÝnh toán đến cốt đế đài N tt = N tt0 + N ttd = 9357,28 + 1435,90 = 10793,18(kN) - Lực truyền xuống cọc đợc xác định theo công thức sau Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 39 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng P tt max,min đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dùng khãa 2006-2011 N tt M x y max M y x max = ' ± ± 2 nc yi xi Trong đó: nc = 21 số lợng cọc móng - Lực dọc mômen tính toán xác định tơng ứng với trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài M ttx = M tt0 x + Q 0tty h 'm = 41,76 + 17,78.1,6 = 70,21(kNm) M tty = M tt0 y + Q oxtt h 'm = 330,22 + 170,17.1,6 = 602, 49(kNm) - Lùc trun xng c¸c cäc d·y biên là: P tt max tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 3, 45 602, 49.1,15 = ' ± ± = ± ± 2 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,3 + 6.1,15 14.1,152 ∑ yi ∑ xi tt Pmax = 553,56kN tt Pmin = 474,36kN - Träng lỵng tÝnh to¸n cđa cäc cđa cäc: Q c = n.Fcoc γ coc L coc = 1,1.0,352.25.33, = 112,52 kN γ coc = 25 kN / m : cọc nằm mực nớc ngầm coc = 15 kN / m : cäc n»m díi mùc níc ngÇm Lcäc = 34- 0,45- 0,15 = 33,4 mÐt - Trọng lợng tính toán đất mà cọc chiếm chỗ (có xét đến đẩy nổi): Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 40 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s x©y dùng khãa 2006-2011 Q d = n.Fcoc ∑ γ i h i Q d = 1,1.0,352 ( 16,2x17 + 10,8x18,2 + 4, 4x17,2 + 2x19 ) = 78,915 kN Träng lỵng hiƯu dơng cđa cäc: Pc = Q c − Q d = 112,52 − 78,915 = 33,61(kN) - Lực truyền xuống cọc đạt max: tt Pmax + Pc = 553,56 +33,61 = 587,17 < PSPT = 593,1kN Thoả mÃn điều kiện áp lực max truyền xuống cọc tt So sánh giá trị Pmin = 474,36kN > Nh điều kiện chống nhổ cọc đ- ợc thoả mÃn Tính toán móng cọc theo trạng thái giới hạn thứ II Với quan niệm nhờ ma sát mặt xung quanh cọc đất bao quanh, tải trọng móng đợc truyền diện rộng hơn, xuất phát từ mép cọc đáy đài nghiêng góc = tb/4 Độ lún móng cọc đợc tính theo độ lún móng khối quy ớc có mặt cắt abcd Trong đó: = tb 0 0 ∑ ϕII h i 6,19 × 16,2 + 10,8 × 33, 41 + 7,19 × 4, + × 33,60 ϕtb = = = 16,76 16,2 + 10,8 + 4, + ∑ hi →α= ϕtb 16,76 = = 4,19 4 - ChiÒu dài đáy khối quy ớc cạnh LM ì 0,35   L M = L + 2H ' tgα =  6,9 + + × 33, × tg4,19 o = 12,1m ÷   BỊ rộng đáy khối quy ớc Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 41 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 ì 0,35 B M = B + 2H ' tgα =  2,3 + + × 33, × tg4,19 o = 7,5m ÷   - DiƯn tÝch khèi mãng quy íc: FM = L M × B M = 12,1 × 7,5 = 90,75m + ChiỊu cao cđa khèi mãng qui íc HM = 36,55m + Träng lợng tiêu chuẩn khối móng qui ớc từ đế đài trở lên: + Trọng lợng tiêu chuẩn khối quy ớc phạm vi từ đáy bê tông lót trở lên xác định theo công thức N 1tc = FM (h m + h btl )xγ tb = 90,75.(3,15 + 0,1).20 = 5898,75kN + Träng lỵng khèi mãng quy ớc phạm vi từ đáy móng đến đáy lớp sét pha dẻo chảy N 2tc = (FM Fc x n c )xhxγ = (90,75 − 0,352 x21)x16,1x17 = 24134,18(kN) + Träng lỵng khèi mãng quy íc phạm vi lớp cát nhỏ,chặt vừa cha kể trọng lỵng cäc: N 3tc = (FM − Fc x n c )xhxγ = (90,75 − 0,352 x21)x10,8x18,2 = 17332,17(kN) + Trọng lợng khối móng quy ớc phạm vi lớp sét dẻo chảy cha kể trọng lợng cọc: N tc4 = (FM - Fc x n c )xhxγ = (90,75 − 0,352.24)x4, 4x17,2 = 6673,27(kN) + Träng lỵng khối móng quy ớc phạm vi lớp cát hạt nhỏ chặt vừa cha kể trọng lợng cọc: N 5tc = (FM - Fc x n c )xhxγ = (9075 0,35 2.24)x2x19 = 3350,75(kN) + Trị tiêu chuẩn trọng lợng cọc 35x35cm tính từ đế đài trở xuống: Toàn cọc dới mực nớc ngầm: N c = 0,35x0,35x33, 4x25 = 102,29(kN) tc ⇒ N c = 102,29x21 = 2148, 04(kN) Vậy tổng trọng lợng tiêu chuẩn khèi mãng quy íc N tcqu = N 1tc + N 2tc + N 3tc + + N tc4 + N 5tc + N tcc N tcqu = 5898,75 + 24134,18 + 17332,17 + 6673,27 + 3350,75 + 2148, 04 = 59537,16( kN) - Giá trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ớc Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 42 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiƯp kü s x©y dùng khãa 2006-2011 N tc = N tc0 + N tcqu = 7797,73 + 59537,16 = 67344,89kN - Mômen tiêu chuẩn tơng ứng với trọng tâm ®¸y khèi mãng quy íc M tcX = M 0xtc + Q tc0y x(H 'M +0,1)=34,8+14,82x(34,9+0,1)=553,5(kNm) M Y tc = M tc0y +Q 0xtc x(H 'M +0,1)=275,18+141,81x(34,9+0,1)=5238,53(kNm) Trong đó: giá trị HM+ 0,1 tính khung mặt ngàm chân cột cách mặt đài xét 0,1m - Độ lệch tâm: - Độ lệch tâm:( Cạnh dài L theo ph¬ng Y ) M tcY 5238,53 =0,078 m ex = tc = N 67344,89 - Độ lệch tâm:( Cạnh ngắn B theo ph¬ng X ) M tcX 553,5 =0,0082m eY = tc = N Z 67344,89 - áp lực tiêu chuẩn đáy khối móng quy ớc Pmax N tc 6.e = (1±± x FM LM tc P max = 775,66 kN; 6e y BM )= 67344,89 6.0,078 6.0,0082 (1±± ) 90,75 12,1 7,5 P tcmin = 708,52kN; P tctb = 742,09kN - Cờng độ tính toán đất đáy khối quy ớc RM = m1 m AB M γ II + BH M γ 'II + Dc II ) ( K tc Tra bảng 3.1(T27-HDĐANM) Ktc = 1, tiêu lý đất lÊy thÝ nghiƯm trùc tiÕp ®èi víi ®Êt m1 = 1,2 cho đất cát hạt nhỏ chặt vừa m2 = với sơ đồ kết cấu công trình mềm CII =0 lực dính đơn vị đáy mong khối quy ớc = 33,06o tra bảng 3.2(T27-HD§ANM) néi suy ta cã A = 1.45 ; B = 6.81; D = 8.89 γ II : TrÞ tÝnh toán thứ hai trọng lợng riêng đất dới đáy khối quy ớc Khối lợng đất đáy khối mãng quy íc: γ II =19 kN/m3 Svth: lµu sđi sáng - lớp06x6 trang - 43 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kü s x©y dùng khãa 2006-2011 γ 'II = ∑ γ i h i 17x1,25 + 1,7x17 + 16, 4x17 + 10,8x18,2 + 4, 4x17,2 + 2x19 = = 17, 49(kN/ m ) (1,25 + 1,7 + 16, + 10,8 + 4, + 2) ∑ hi RM = 1,2x1 (1,45x 7,5x19 +6,81x36,55x17,49) = 5471,98kPa KiÓm tra tc Pmax =775,66kPa < 1,2.R M = 1,2.5471,98 = 6566,37kPa Ptbtc =742,09kPa < R M = 5471,98 kPa LÊy Ptbtc = 742, 09kN / m ®Ĩ kiĨm tra ®é lún - ứng suất thân đáy khối quy íc n σbtz = ∑ γ i h i = 1,25.17 + 1,7.17 + 16, 4.17 + 10,8.18,2 + 4, 4.17,2 + 2.19 = 639,19kPa - øng i =1 suÊt gây lún đáy khối quy ớc glz=0 =Ptbtc -zbt= h =742,09-639,19=102,9(kPa) M Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 44 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khãa 2006-2011 σbt σgl KiĨm tra ®é lón - Chia đất dới đáy khối qui ớc thành lớp ®Êt b»ng vµ b»ng B M 7.5 B 7,5 = = 1,5m thoả mÃn điều kiện hi = 1,24m < M = = 1,875m 5 4 Kết tính toán giá trị ứng suất gây lún ứng suất thân đợc thể bảng sau: Điểm Z (m) 2z/BM 0 Svth: làu sủi sáng - LM/BM K0 0,1 bt (kPa) σbt (kPa) (kPa) 102.9 639.19 63.919 gl zi líp06x6 Ei (kPa) trang - 45 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s x©y dùng khãa 2006-2011 1.4 0.37 0.9783 100.667 665.79 66.579 2.7 0.72 4 5.5 1.07 1.47 0.888 0.7564 0.6051 91.3752 77.8336 62.2648 688.67 711.55 745.65 68.867 5000 71.155 74.565 13500 Giới hạn lấy đến ®iĨm ë ®é s©u z = 5,5 m kĨ từ đáy khối quy ớc thoả mÃn điều kiện: glz = 62,2648kPa < 0,1σ btz = 0,1 × 745,65 = 74,565kPa i i Tại độ sâu Ha= 4,0m, độ lún đợc tính toán theo công thức: i gl σ zi h i < S gh = 0,8cm i=0 E 0i n S=∑  1,  102,9 100,667  1,3  91,375 77,834  1,5  62,2648   S = 0,8x  + + x + +  ÷ ÷ ÷ 2  13500   5000   13500  S = 2,8cm + §é lón cđa mãng: S = 2,88cm < S gh = 8cm VËy ®é lón cđa móng đảm bảo yêu cầu độ lún tuyệt đối Kiểm tra độ lún lệch tơng đối móng M1 vµ M2 ∆S = S − S 0, 028 − 0, 012 = = 0, 00194 < ∆S gh = 0, 002 L 8,23 VËy ®é lón cđa móng đảm bảo yêu cầu độ lún tơng đối hai móng bt bt +Tại vị trí đáy lớp : σz=2,2 = σ z=0,75 + ∑ γ II h M =0,75.17+2,2.17=50,15(kPa) +Tại vị trí đáy lớp : σz=18,6 = σ z=2,2 + ∑ γ II h M =50,15+16,4x17=328,95(kPa) bt bt +Tại vị trí đáy lớp 3: z=29,4 = σz=18,6 + ∑ γ II h M =328,95+10,8x18,2=525,51(kPa) bt bt bt bt +Tại vị trí đáy lớp : σz=33,8 =σ z=29,4 + ∑ γ II h M =525,21+4,4x17,2=601,19(kPa) bt bt +Tại vị trí đáy lớp : z=37,2 = σ z=33,8 + ∑ γ II h M =601,19+3,4x19=665,79(kPa) bt bt +Tại vị trí đáy lớp 6: z=39,8 = z=37,2 + II h M =665,79+2,6x17,6=711,55(kPa) +Tại vị trí đáy lớp 7: z=41,3 = z=39,8 + II h M =711,55+1,5x19=740,05(kPa) bt bt bt bt +Tại vị trí đáy lớp 8: z=46,1 =z=41,3 + II h M =740,05+4,8x17,5=824,05(kPa) Tính toán độ bền cấu tạo móng - Dùng bê tông B20 có R b = 11,5MPa, R bt = 0,9MPa Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 46 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 - Thép chịu lực C-II cã R s = 280MPa, R sc = 280MPa - ThÐp ngang C-I cã R s = 225MPa, R sw = 175MPa - Lớp bê tông lót dày 10 cm Mác 100 xi măng cát, đá 4ì6 6.1 Tính toán lực truyền lên cọc - Lực truyền xuống cäc : tt N tt M ttx y i M y x i P = ' ± ± n ∑ y i2 ∑ x i2 tt i P tt 1;15 tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 3, 45 602, 49.1,15 = ' ± ± = ± ± = 2 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,3 + 6.1,15 14.1,15 ∑ yi ∑ xi tt P1;15 = 474,36kN tt P2;16 = tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 2,3 602, 49.1,15 ± ± = ± ± = ' 2 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,3 + 6.1,15 14.1,152 ∑ yi ∑ xi tt P2;16 = 475, 09kN P tt 3;17 tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 1,15 602, 49.1,15 = ' ± ± = ± ± = 2 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,3 + 6.1,15 14.1,152 ∑ yi ∑ xi tt P3;17 = 475,81kN P tt 4;18 tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 602, 49.1,15 = ' ± ± = ±0± = 476,54kN 2 n0 21 14.1,152 yi xi Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 47 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng tt P5;19 = đồ án tốt nghiệp kü s x©y dùng khãa 2006-2011 tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 1,15 602, 49.1,15 ± ± = ± ± = 2 n '0 21 6.3, 452 + 6.2,32 + 6.1,152 14.1,152 ∑ yi ∑ xi tt P5;19 = 552,11kN P tt 6;20 tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 2,3 602, 49.1,15 = ' ± ± = ± ± = 2 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,3 + 6.1,15 14.1,152 ∑ yi ∑ xi tt P6;20 = 552,84kN tt P7;21 = tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 3, 45 602, 49.1,15 ± ± = ± ± = ' 2 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,3 + 6.1,15 14.1,152 ∑ yi ∑ xi tt P6;20 = 553,56kN P8tt = tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 3, 45 ± ± = ± ± = 511,78kN ' 2 n0 21 6.3, 452 + 6.2,32 + 6.1,152 ∑ yi ∑ xi tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 2,3 P = ' ± ± = ± ± = 512,51kN 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,32 + 6.1,152 ∑ yi ∑ xi tt tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 1,15 P = ' ± ± = ± ± = 513,23kN 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,32 + 6.1,152 ∑ yi ∑ xi tt 10 P11tt = tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 ± ± = ± ± = 513,96kN 2 n '0 21 ∑ yi ∑ xi tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 1,15 P = ' ± ± = ± ± = 514,69kN 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,32 + 6.1,152 ∑ yi ∑ xi tt 12 tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 2,3 P = ' ± ± = ± ± = 515, 41kN 2 n0 21 6.3, 45 + 6.2,32 + 6.1,152 ∑ yi ∑ xi tt 13 tt N tt M ttx y max M y x max 10793,18 70,21 × 3, 45 P = ' ± ± = ± ± = 516,14kN 2 n0 21 6.3, 452 + 6.2,32 + 6.1,152 ∑ yi ∑ xi tt 14 6.2 X¸c định chiều cao đài cọc theo điều kiện đâm thủng Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 48 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ ¸n tèt nghiƯp kü s x©y dùng khãa 2006-2011 VÏ tháp đâm thủng từ mép cột, nghiêng góc 45 o so với phơng thẳng đứng cột thấy đáy tháp không nằm trùm tim cọc số ;7 ;8 ;14 15 ; 21 Nên phải kiểm tra điều kiện đâm thủng Chiều cao làm việc đài cọc đợc xác định theo điều kiện chống ®©m thđng : h1 ≥ Pct αR bt b tb Trong ®ã: Pct _ Lùc chäc thđng; α = với bêtông nặng; Pct = P7tt + P14tt + P21tt = 553,56 + 516,14 + 553,56 = 1623,26kN btb = bc+bd=(0,4+2,8)/2 = 1,6m móng lệch tâm nên btb trung bình cộng cạnh ngắn đáy đáy dới tháp đâm thủng; Rbt _ Cờng độ chịu kéo bê tông Rbt = 900 kPa h1 = 1,5 − 0,15 − 0,1 = 1,25m > Pct 1623,26 = = 1,13m αR bt b tb × 900 ì 1,6 Vậy móng không bị chọc thủng 6.3 Tính toán thép cho móng 6.3.1 Sơ đồ xác định phản lực đầu cọc Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 49 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 Phản lực đầu cọc: P1 + P8 + P15 = 474,36 + 511,78 + 474,36 = 1460,5kN P2 + P9 + P16 = 475, 09 + 512,51 + 475, 09 = 1462,69kN P3 + P10 + P17 = 475,81 + 513,23 + 475,81 = 1464,85kN P4 + P11 + P18 = 476,54 + 513,96 + 476,54 = 1467, 04kN P5 + P12 + P19 = 552,11 + 514,69 + 552,11 = 1618,91kN P6 + P13 + P20 = 552,84 + 515, 41 + 552,84 = 1621, 09kN P7 + P14 + P21 = 553,56 + 516,14 + 553,56 = 1623,26kN 6.3.2 Tính toán thép theo phơng dài cho đài cọc Mô men tơng ứng với mặt ngàm I r1 = 1,880m; r2 = 0,730m M I = r1 ( P7 + P14 + P21 ) + r2 ( P6 + P13 + P20 ) M I = 1,88 × 1623,26 + 0,73 × 1621, 09 = 4235,12kNm h = 1500 − 35 = 1465mm αm = MI 4235,12.10 = = 0, 061 R b bh 20 11,5 × 2800 × 14652 ξ = − − 2α m = − − × 0, 061 = 0, 063 DiÖn tÝch diÖn tiÕt ngang cốt thép chịu MI Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 50 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng As = đồ án tốt nghiệp kü s x©y dùng khãa 2006-2011 ξR b bh o 0, 063 × 11,5 × 2800 × 1465 = = 10613,925mm Rs 280 Chän 22Φ25 cã As =10802 mm2 ChiỊu dµi mét thÐp dµi : l ' = l − × ( 0, 015 + 0, 025 ) = 7, − 0, 08 = 7,32m Kho¶ng cách cốt thép cần bố trí là: b ' = b − × ( 0, 015 + 0, 025 ) = 2,8 − 0, 08 = 2,72m Kho¶ng cách hai trục cốt thép cách nhau: a= b' 2,72 = = 0,130m = 130mm n − 22 − VËy bè trÝ 22Φ25 cã a = 130mm 6.3.3 Tính toán thép theo phơng ngắn cho đài cọc M II = r3 ( P15 + P16 + P17 + P18 + P19 + P20 + P21 ) r3 = 1,15 − 0,2 = 0,95m M II = 0,95 ( 474,36 + 475, 09 + 475,81 + 476,54 + 552,11 + 552,84 + 553,56 ) = M II = 3560,31kNm h '0 = 1500 − 35 − 2,5 = 1462,5mm M II 3560,31.10 αm = = = 0, 02 R b bh 20 11,5 × 7400 × 1462,52 ξ = − − 2α m = − − × 0, 02 = 0, 02 DiƯn tÝch diƯn tiÕt ngang cèt thÐp chÞu MII As = ξR b bh o 0, 02 × 11,5 × 7400 × 1462,5 = = 8889,91mm Rs 280 Chän 37Φ18cã As = 9398 mm2 ChiỊu dµi mét thÐp dài : l ' = l ì ( 0, 015 + 0, 025 ) = 2,8 − 0, 08 = 2,72m Khoảng cách cốt thép cần bố trí là: b ' = b ì ( 0, 015 + 0, 025 ) = 7, − 0, 08 = 7,32m Khoảng cách hai trục cốt thÐp c¸ch nhau: a= b' 7,32 = = 0,199m = 200mm n − 37 − VËy bè trÝ 3718 có a = 200mm 6.4 Tính toán thép dầm móng hợp khối Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 51 Trờng đại học kiến trúc hà nội Khoa xây dựng đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng khóa 2006-2011 Để tăng cờng độ cứng cho móng hợp khối cần làm dầm móng nối hai cột, dầm móng đợc tính nh dầm đơn giản có đầu thừa tựa lên gối tựa cột chịu tác dụng phản lực đầu cọc 6.4.1 Sơ đồ tính 6.4.1.1 Xác định phản lực gối MC = 0, 07.1464,85 + 1,22.1467, 04 + 2,37.1618,91 + 3,52.1621, 09 + 4,67.1623,26 − 2,23.1460,5 − 1, 08.1462,69 ⇒ VF = = 5717,5kN 2, 48 ∑ MF = −1, 04.1621, 09 − 2,19.1623,26 + 0,11.1618,91 +1,26.1467, 04 + 2, 41.1464,85 + 3,56.1462,69 + 4,71.1460,5 ⇒ VC = = 5000,85kN 2, 48 6.4.1.2 M« men M B = −1460,5 ì 1,15 = 1679,575kNm Svth: làu sủi sáng - lớp06x6 trang - 52 ... ghi,chặt v? ?a Sét pha, xám nâu, 17.0 - 17 .2 17.8 - 11.8 2, 65 44.1 44.3 26 .5 7.0 6019 - 2, 67 - - - - - 2, 66 - - - - - - 2, 66 - - - - - - - - 1500 1500 16 13500 13.3 2, 69 33.8 38.5 23 .1 9.6 7 026 - - 16... 10.98 1 .2 19 .2 1 .2 20.4 1 .2 21.6 1 .2 22. 8 1 .2 24.0 1 .2 25 .2 1 .2 26.4 1 .2 27.6 1 .2 28.8 1.1 29 .95 1.1 31.05 1.1 32. 15 1.1 33 .25 1.1 34.3 1.1 35.3 1 .2 35.8 Tæng céng : ∑ fsi h i ( kN/m ) 55 .2 56.4... 16 114 .24 - 16 10.8 - 1 72. 8 21 . 42 4.4 - - 94 .25 - 16 114 .24 - 16 2. 0 - 32. 0 441 .25 20 4.8 Cát nhỏ, chặt v? ?a Sét dẻo chảy Cát nhỏ, chặt v? ?a (m) - (kN) - (m) - NsiLsi Tỉng (kN/m) (kN/m) - ⇒ Søc