Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án nền móng bản chuẩn cho công trình xây dựng trường dh công nghệ gtvt dành cho các ban khối ngành xây dựng nói chung và xây dựng công trình giao thông nói riêng các phần như : chọn móng cọc, loại móng cọc,công thức tính toán và kiểm toán sức kháng của cọc,bố trí cốt thép trong cọc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNGTVT KHOA CÔNG TRÌNH BỘ MÔN : ĐỊA KĨ THUẬT - ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG * * * GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Sinh viên: ĐẶNG VĂN NAM Lớp: 64DCCA01 Mã đề :8.10- IC T20 Hà Nội - 2016 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG Số liệu thiết kế: Tải trọng tác dụng Điều kiện thuỷ văn, Lnhịp:8.10 Điều kiện địa chất: IC-T20 A.Kết cấu Sinh viên: ĐẶNG VĂN NAM Lớp: 64DCCA01 Ngày giao: Ngày hoàn thành: B.Số liệu thiết kế B.1.Tải trọng tác dụng đỉnh trụ Tảitrọng\ Phươngán Đơnvị 10 Vdotĩnhtải(DC) kN 3168 2970 3432 9240 9240 4049 9504 9405 6600 4620 Vdotĩnhtải(DW) kN 284 340 378 416 454 Vdohoạttải(LL+IM) kN 849 911 948 982 1015 1024 1106 1149 1244 1271 Hdohoạttải(LL+IM) kN 212 228 237 246 254 Mdo hoạttải(LL+IM) kN.m 382 410 427 D Phươngdọc(D),ngang(N)cầu D D 614 634 D 464 567 624 756 794 256 276 287 311 318 461 691 718 560 572 N N D N N N B.2.Điều kiện thuỷ văn chiều dài nhịp Cao độ MNCN Cao độ MNTT Cao độ MNTN Cấp sông Cao độ mặt đất thiên nhiên Cao độ mặt đất sau xói Đơn vị m m m m m m 10 3.0 3.9 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 1.5 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.1 3.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 IV V VI VI V IV IV V V VI 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.5 -1.6 -1.7 -2.2 -2.3 -2.4 -2.5 -2.6 -2.7 -2.8 Giáo viên hướng dẫn B.3.Điều kiện địa chất + Số liệu địa chất lỗ khoan IC-T20 C.Yêu cầu C.1.Phần thuyết minh + Tính toán thông số đầu vào, lựa chọn phương án móng + Kiểm toán bệ móng, kiểm toán TTGHSD TTGHCĐ móng C.2.Phần vẽ +Bố trí chung móng,cấu tạo móng + Cấu tạo chi tiết cọc, mối nối cọc, cốt thép cọc, đài cọc Giáo viên hướng dẫn NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH PHẦN 1: BÁO CÁO ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN CÔNG TRÌNH 1.1.Đặc điểm địa chất, thủy văn khu vực xây dựng công trình 1.1.1.Mô tả cấu tạo địa chất Lớp thứ : Lớp 2a lớp sét gầy pha cát,màu xám nâu,xám xanh,cứng đến vừa cứng,s(CL).Chiều dày lớp 13.7m, cao độ mặt lớp 0.4m,cao độ đáy lớp -13.30mm, độ sâu đáy lớp 14,70mvà có tiêu vật lý sau: STT Chỉ tiêu Giá trị Đơn vị Độ ẩm W 29,7 % Trọng lượng thể tích tự nhiên γ 18,8 kN/m3 γ 1+ w 14,5 kN/m3 γh 27,6 kN/m3 γh −1 γk 0,9 Trọng lượng thể tích khô Trọng lượng riêng Hệ số rỗng tự nhiên Độ rỗng γk = e0 = n= e0 100% + e0 47,37 ∆.w e0 0,93 Sr = % Độ bão hòa Độ ẩm giới hạn dẻo Wp 22,2 % Độ ẩm giới hạn chảy WL 45,0 % 10 Chỉ số dẻo I p = WL − WP 22,8 % 0,33 % 11 Độ sệt đất dính Lớp 2a đất sét pha trạng thái dẻo mềm Ký hiệu IL = W − WP Ip Lớp thứ hai : Lớp cát sét, cát bụi, màu xám vàng, xám trắng, trạng thái chặt vừa chặt, bão hòa nước, (SC), (SM) Chiều dày lớp 26.40m, cao độ đáy lớp -39.70m, độ sâu đáy lớp 41.10mvà có tiêu vật lý sau: TT Chỉ tiêu Ký hiệu W γw Đơn vị % kN/m3 Lớp 21.5 19.3 γd kN/m3 15.9 γs kN/m3 27.0 Độ ẩm tự nhiên Trọng lượng thể tích tự nhiên Trọng lượng thể tích khô Trọng lượng riêng Hệ số rỗng tự nhiên e0 Độ rỗng Độ bão hòa n 0.698 Sr % % 41.1 97.2 Giới hạn chảy WL % 35.8 Giới hạn dẻo WP % 19.1 10 Chỉ số dẻo IP % 16.7 11 Độ sệt IL 12 ϕ Độ 18051′ c kN/m2 44.2 ϕUU Độ 0000′ cUU kN/m2 48.9 16 Góc nội ma sát(TN cắt trực tiếp) Lực dính đơn vị(TN cắt trực tiếp) Góc nội ma sát(TN nén trục UU) Lục dính đơn vị(TN nén trục UU) Chỉ số nén CC 0.22 17 Chỉ số nở CR 0.028 18 Áp lực tiền cố kết σP 13 14 15 19 Biến dạng Tên đất ε 50 0.14 kN/m2 356.0 0.03 Sét,nữa cứng Lớp thứ ba : Lớp TK3-1 sét béo, màu xám nâu, xám xanh cứng vừa (CH) Chiều dày lớp 3.60m, cao độ đáy lớp -43.30m, độ sâu đáy lớp 44.70mvà có tiêu vật lý sau: TT Chỉ tiêu Ký hiệu W Đơn vị % kN/m3 Kết 28.95 27.3 Độ ẩm tự nhiên Trọng lượng thể tích tự nhiên Trọng lượng thể tích khô Trọng lượng riêng Hệ số rỗng tự nhiên e0 Độ rỗng Độ bão hòa n Sr % % Giới hạn chảy WL % 50.6 Giới hạn dẻo WP % 25.4 10 TT 11 12 13 14 15 16 Chỉ số dẻo IP % Đơn vị % kN/m3 Độ kN/m3 kN/m2 kN/m3 Độ 17 Chỉ tiêu ẩm tự nhiên Độ sệt Trọng lượng thể tích tự nhiên Góc nội ma sát(TN cắt Trọng lượng thể tích trực tiếp) khô dính đơn vị(TN cắt Lực trực Trọngtiếp) lượng riêng Góc nội ma sát(TN nén 3Hệtrục UU) tự nhiên số rỗng Lục dính đơn vị(TN nén 3Độtrục UU) rỗng Chỉ số nén Độ bão hòa γw γd kN/m 19.2 γs kN/m3 27.0 Ký hiệu W IL γw ϕ γd c γs ϕUU e0 cUU 0.698 Lớp 21.5 19.3 15.9 27.0 0.698 C SrC kN/m2 % % Chỉ nởchảy Giớisố hạn C WRL % 35.8 18 Áp tiền cố kết Giớilực hạn dẻo σWPP kN/m % 19.1 19 10 Chỉ số dẻo IP % 16.7 11 Biến dạng Độ sệt Tên đất 12 13 14 15 16 ε 50 Góc nội ma sát(TN cắt trực tiếp) Lực dính đơn vị(TN cắt trực tiếp) Góc nội ma sát(TN nén trục UU) Lục dính đơn vị(TN nén trục UU) Chỉ số nén n 41.1 97.2 I L béo,màu xám nâu,xám0.14 Sét xanh,cứng vừa ϕ Độ 18051′ c kN/m2 44.2 ϕUU Độ 0000′ cUU kN/m2 48.9 CC 0.22 Lớp thứ tư : Lớp cát sét, cát bụi, màu xám vàng, xám trắng, trạng thái chặt vừa chặt, bão hòa nước, (SC), (SM) Chiều dày lớp 6.50m, cao độ đáy lớp -49.80m, độ sâu đáy lớp 51.20mvà có tiêu vật lý sau: 17 Chỉ số nở CR 18 Áp lực tiền cố kết σP 19 Biến dạng Tên đất ε 0.028 kN/m2 356.0 0.03 50 Sét,nữa cứng Lớp thứ năm : Lớp TK3-2 sét gầy, màu xám nâu, cứng(CL) Chiều dày lớp 3.60m, cao độ đáy lớp -53.40m, độ sâu đáy lớp 54.80mvà có tiêu vật lý sau: TT Chỉ tiêu Ký hiệu W γw Đơn vị % kN/m3 Kết 25.7 27.0 γd kN/m3 20.0 γs kN/m3 27.0 Độ ẩm tự nhiên Trọng lượng thể tích tự nhiên Trọng lượng thể tích khô Trọng lượng riêng Hệ số rỗng tự nhiên e0 Độ rỗng Độ bão hòa n Sr % % Giới hạn chảy WL % 38.3 Giới hạn dẻo WP % 19.5 10 Chỉ số dẻo IP % 11 Độ sệt IL 12 ϕ Độ 14.0 c kN/m2 30.0 ϕUU Độ cUU kN/m2 16 Góc nội ma sát(TN cắt trực tiếp) Lực dính đơn vị(TN cắt trực tiếp) Góc nội ma sát(TN nén trục UU) Lục dính đơn vị(TN nén trục UU) Chỉ số nén 17 Chỉ số nở CR 18 Áp lực tiền cố kết σP 13 14 15 19 Biến dạng ε 50 0.698 CC kN/m2 Tên đất Sét gầy màu xám nâu,cứng Lớp thứ sáu : Lớp cát sét, cát bụi, màu xám vàng, xám trắng, trạng thái chặt vừa chặt, bão hòa nước, (SC), (SM) Chiều dày lớp 20.20m, cao độ đáy lớp -73.60m, độ sâu đáy lớp 75.00mvà có tiêu vật lý sau: TT Chỉ tiêu Ký hiệu W γw Đơn vị % kN/m3 Lớp 21.5 19.3 γd kN/m3 15.9 γs kN/m3 27.0 Độ ẩm tự nhiên Trọng lượng thể tích tự nhiên Trọng lượng thể tích khô Trọng lượng riêng Hệ số rỗng tự nhiên e0 Độ rỗng Độ bão hòa n 0.698 Sr % % 41.1 97.2 Giới hạn chảy WL % 35.8 Giới hạn dẻo WP % 19.1 10 Chỉ số dẻo IP % 16.7 11 Độ sệt IL 12 ϕ Độ 18051′ c kN/m2 44.2 ϕUU Độ 0000′ cUU kN/m2 48.9 16 Góc nội ma sát(TN cắt trực tiếp) Lực dính đơn vị(TN cắt trực tiếp) Góc nội ma sát(TN nén trục UU) Lục dính đơn vị(TN nén trục UU) Chỉ số nén CC 0.22 17 Chỉ số nở CR 0.028 18 Áp lực tiền cố kết σP 13 14 15 19 Biến dạng Tên đất ε 50 0.14 kN/m2 356.0 0.03 Sét,nữa cứng 1.2.Nhận xét đề xuất phương án móng Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu qui mô công trình dự kiến xây dựng, ta có số nhận xét kiến nghị sau : Nhận xét: + Điều kiện địa chất công trình phạm vi khảo sát nhìn chung phức tạp, có nhiều lớp đất phân bố thay đổi + Dựa vào số SPT cho thấy độ sâu lớp đất thứ ba trở đất ổn định có khả chịu lực tốt Kiến nghị + Với đặc điểm địa chất công trình đây, nên sử dụng giải pháp móng cọc đóng BTCT + Nên cọc ngập sâu vào lớp đất để tận dụng khả chịu ma sát cọc làm tầng chứa mũi cọc 10 N:tổng tải trọng thẳng đứng TTGHCĐ tâm đáy bệ N=17808.716kN n :số lượng cọc (n=24 cọc ) My :momen tải trọng gây TTGHCĐ lấy đối vs trục oy(kN.m) Xi :tọa độ cọc tính từ tim cọc tới trục trung tâm (m) n ∑X i =1 i = 180.32m Cọc Xi Yi N Mx My Ni 4.2 2.1 17808.716 6479,9 892.959 4.2 0,7 17808.716 6479,9 892.959 4.2 -0,7 17808.716 6479,9 892.959 6479,9 892.959 4.2 -2.1 17808.716 2.1 2.1 17808.716 6479,9 817.495 2.1 0,7 17808.716 6479,9 817.495 2.1 -0,7 17808.716 6479,9 817.495 2.1 -2.1 17808.716 6479,9 817.495 0,7 2.1 17808.716 6479,9 767.185 10 0,7 0,7 17808.716 6479,9 767.185 6479,9 767.185 11 0,7 -0,7 17808.716 12 0,7 -2.1 17808.716 6479,9 767.185 13 -0,7 2.1 17808.716 6479,9 716.875 14 -0,7 0,7 17808.716 6479,9 716.875 6479,9 716.875 15 -0,7 -0,7 17808.716 16 -0,7 -2.1 17808.716 6479,9 716.875 17 -2.1 2.1 17808.716 6479,9 666.565 6479,9 666.565 18 -2.1 0,7 17808.716 19 -2.1 -0,7 17808.716 6479,9 666.565 20 -2.1 -2.1 17808.716 6479,9 666.565 21 -4.2 2.1 17808.716 6479,9 591.1 26 22 -4.2 0,7 17808.716 6479,9 591.1 23 -4.2 -0,7 17808.716 6479,9 591.1 24 -4.2 -2.1 17808.716 6479,9 591.1 Nmax: 892.959 Vậy, Nmax = 892.959 kN, Chọn giá trị lớn để kiểm toán Nmax= 892.959 kN 5.1.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn: N max + ∆N ≤ Ptt Trong đó: Ptt : Sức kháng tính toán chịu nén cọc đơn Nmax : Nội lực tác dụng lớn lên cọc, N max = 892.959 kN ∆N : Trọng lượng thân cọc Lc d (γ bt − γ n ) Ta có: ∆N = = 27.0,452.(25 – 9,81)= 83,05 kN Kiểm toán: Nmax + ∆N = 892.959 + 83,05 = 976.009 kN ≤ Ptt = 1087,75 kN => Đạt 5.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục nhóm cọc Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục nhóm cọc : Vc ≤ Q R = ϕg Q g Trong : VC : Tổng lực gây nén nhóm cọc nhân hệ số V C = 17808.716 (kN) QR : Sức kháng đỡ dọc trục tính toán nhóm cọc Qg : Sức kháng đỡ dọc trục danh định nhóm cọc, xác định sau Với đất dính Qg1 = min{hxTổng sức kháng dọc trục cọc đơn; sức kháng trụ tương đương} = min{Q1; Q2} Ta có: Cao độ mặt đất sau xói Cao độ đáy bệ : -2,8 m : -5 m Do sau xói lở, đáy bệ không tiếp xúc chặt chẽ với đất, đất bề mặt mềm yếu, khả chịu tải riêng rẽ cọc phải nhân với hệ số hữu hiệu, lấy sau : η = 0,65 với khoảng cách tim đến tim 2.5 lần đường kính η = 1,00 với khoảng cách tim đến tim lần đường kính 27 Mà khoảng cách tim đến tim η = 0, 65 + 1400 = 3.11 450 lần đường kính cọc ta nội suy η : 1, − 2,5d 1, − 2,5.0, 45 ( − 0, 65) = 0, 65 + ( − 0, 65 ) = 0, 6d − 2,5d 6.0, 45 − 2,5 × 0, 45 Xác định Qg1 dành cho đất dính Như xác định trên, sức kháng thân cọc danh định Q s (lớp 2a)=448.2 kN Vậy, tổng sức kháng tính toán dọc trục nhóm cọc đất sét: Q1 = n.Qs η = 24x448,200x0.7 = 7529,76 kN Xác định Q2 +Lớp (lớp 2a): Sức kháng đỡ phá hoại khối xác theo công thức: Q2 = ( 2X + 2Y ) ZS u + XYNC S u Trong : X : Chiều rộng nhóm cọc X = 4,0m Y : Chiều dài nhóm cọc Y = 6,4m NC : Hệ số phụ thuộc tỷ số Z/X Z : Chiều sâu khối đất bệ cọc, Z = 8,3 m Ta có: Z 8,3 = = 2, 075 < 2.5 X 0, X N c = × 1 + Y Do đó: 0, × 0, × 8,3 0, × Z × 1 + ÷× + ÷ = × 1 + ÷ X 6, ÷ =7,96 Su : Cường độ chịu cắt không thoát nước đáy móng(Mpa) S u = 0.033 Mpa Q2 (2 x + y ).z.Su + x y.N c Su = (2.4000 + 2.6400).8300.0, 033 + 4000.6400.7,96.0, 033 = = =12421728 N =12421,728 kN => Q2 =12421728 N =12421,728 kN 28 Vậy, Qg = min{Q1; Q2} = {7529,76; 12421,728 } = 7529,76 kN Sức kháng dọc trục nhóm cọc: Qr1 = ϕ g Qg = 0, 56 × 7529, 76 = 4216, 66kN Qg +Xác định : Đối với đất rời +Sức kháng đơn vị mũi cọc đất cát sét : Ap = 450 × 450 = 202500mm q p = q pcat = Trong đó: 0, 038 × N corr × Db D 1,92 N corr = 0, 77 × log10 × ' ÷ × N σ v + Lớp 2a λk = 19, λ = 15, 498 + W + 0, 2647 = e= kN/ m3 λh 2, 72 × 9,81 −1 = −1 λk 15, 498 =0,72 λbh = ( ∆ + e ) × λn 1+ e = λh + e × λn 2, 72 × 9,81 + 0, 72 × 9,81 = 19, 62 = + 0, 72 1+ e kN/ m3 +Lớp 2(lớp 3) λk = e= λ 1+ W 20,5 = 17,536 + 0,169 = kN/ m3 λh 2, 65 × 9,81 −1 = −1 λk 17, 536 =0,482 λbh = 29 ( ∆ + e ) × λn 1+ e = λh + e × λn 2, 65 × 9,81 + 0, 482 × 9,81 = 20, 73 = + 0, 482 1+ e kN/ m3 σ= 19,62x13,3+20,73x18,7=648,597 kN/m u =9,81x30,8=302,148 kN/m =0,30215 Mpa σv = σ - u=0,648597-0,30215=0,346 Mpa 1,92 N corr = 0, 77 × log10 × ×N 0,346 q p = q pcat = =12.61( búa/300mm) (N=22) 0, 038 × N corr × Db 0, 038 ×12.61 ×18700 = = 19.92 N / mm D 450 ql = 0, × N corr = 0, x12, 61 =5.044 q p < ql Điều kiện N / mm qp lấy N / mm =5.044 Q p = q p × Ap = 5.044x202500= 1021410 N=1021.41 kN Qp =1021.41 (kN) Qg Qg 2coc = n=1021.41 x24=24513.84 kN + sức kháng danh định mũi cọc Qs (lop3) = 1343,034 (kN) Tổng sức kháng đỡ dọc trục danh định nhóm cọc dất rời : Qg = (Qp + Qs ) × n = (1021.41 + 1343.04) × 24 = 56746.8(kN ) +Tổng sức kháng đỡ dọc trục nhóm cọc Qr = Qg × ϕ g1 + Qg × ϕ g = 7529, 76 ×0.56 + 56746.8 × 0.36 = 24645.52( kN ) Qr = 24645.52 > Vc = 17808.716( kN ) đạt 30 2.7.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 31 Với mục đích tính toán độ lún nhóm cọc tải trọng giả định tác động lên móng tương đương đặt 2/3 độ sâu chôn cọc vào lớp chịu lực hình vẽ Do địa chất gồm lớp thứ nhất( lớp 2a) đất tốt, lớp thứ hai( lớp 3) đất tốt nên chiều dài từ đầu lớp thứ đến mũi cọc D=27m (Ntb>5) Lớp thứ hai(lớp 3) lớp đất rời độ lún nhóm cọc ước tính cách sử dụng thí nghiệm trường vị trí móng tương đương cho hình vẽ • Độ lún nhóm cọc đất rời tính sau: 30.q I X Nl60 Sử dụng SPT: Trong đó: ρ= D' I = − 0,125 ≥ 0,5 X 1.92 C N = 0,77.log10 ( ' ) σv ( = ER )N 60% Pttsd Atd q = 32 Db Ở đây: q: áp lực móng tĩnh tải tác dụng áp lực với tải trọng tác dụng đỉnh nhóm cọc chia diện tích móng tương đương không bao gồm trọng lượng cọc đất cọc (MPa) X: chiều rộng hay chiều dài nhỏ nhóm cọc (mm) ρ: độ lún nhóm cọc (mm) I: hệ số ảnh hưởng chiều sâu chon hữu hiệu móng D’: độ sâu hữu hiệu lấy Db = 18m (mm) Db: độ sâu chon cọc lớp chịu lực (mm) : giá trị trung bình đại diện hiệu chỉnh cho số đếm SPT tầng phủ độ sâu X phía đế móng tương đương (búa/300mm) N: số đếm búa chưa hiệu chỉnh ( búa/300mm) :số đếm búa hiệu chỉnh cho hiệu suất búa (búa/300mm) S: diện tích đáy móng tương đương : tải trọng thẳng đứng đỉnh nhóm cọc TTGHSD (N) σ v' : ứng suất thẳng đứng hữu hiệu (MPa) Với cọc đóng ta lấy giá trị N= giá trị trung bình đất khoảng 5D phía muĩ cọc 5D phía mũi cọc với cọc khoan lấy giá trị trung bình khoảng 3D phía mũi cọc 3D phía mũi cọc * Do ta sử dụng phương pháp SPT giá trị tính toán sau: - Áp lực móng tĩnh tác dụng q= Db = 18m : Pttsd 13662578 = = 0,39( MPa) Atd 34642500 Trong đó: : tải trọng thẳng đứng đỉnh nhóm cọc TTGHSD(N) : = 13662578 (N) Ltd: chiều dài móng tương đương Ltd= 4650 (mm) Btd: chiều rộng móng tương đương Btd= 7450 (mm) × Atd: diện tích móng tương đương Atd= Btd.Ltd=4650 7450=34642500(mm2) -Chiều rộng hay chiều nhỏ nhóm cọc(X): X = 4650 (mm) 33 Độ sâu chôn cọc lớp chịu lực: Db=27000 (mm) Độ sâu hữu hiệu: D’ = 18000 (mm) Cao độ đáy móng tương đương là:-23.00m -Hệ số ảnh hưởng chiều sâu trôn hữu hiệu nhóm(I): D' 18000 I = − 0,125 = − 0,125 = 0.46 X 4650 - =22 1,92 C N = 0,77.log10 ( ' ) σv - σ v' Tính : σ = γ a × h2 a + γ × h3 = 19, × 13.30 + 20.5 × 9.7 = 459.53(kN / m ) Ứng suất tổng: u = 20.2 × 9,81 = 198.162( kN / m2 ) Áp lực nước lỗ rỗng với MNTN=-2.8m: ⇒ σ v' = 459.53 − 198.162 = 261.368(kN / m ) = 0, 261( Mpa ) => 1,92 1,92 C N = 0,77.log10 ( ' ) = 0,77.log10 ( ) = 0, 67 σ 0, 261 v Nl60 = CN × N 60 = 0, 67 × 22 = 14.74 - Độ lún nhóm cọc: ρ= 30 × 0,39 × 0, 46 × 4650 = 24.89 14.74 (mm) < 25,4mm => thoả mãn 2.8 Cường độ cốt thép cho cọc bệ cọc 2.8.1.Tính bố trí cốt thép dọc cho cọc Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán bố trí cốt thép chiều đúc cọc L = 27.5(m) Được chia làm đốt có chiều dài Ld = (m) Ta tính toán bố trí cho đốt cọc 2.8.1.1.Tính momen theo sơ đồ cẩu cọc treo cọc Tính cho đốt cọc có chiều dài Ld = (m): Momen lớn dùng để bố trí cốt thép: Mtt = max(M1; M2) Trong đó: M1: Momen lớn cọc theo sơ đồ cẩu cọc 34 M2: Momen lớn cọc theo sơ đồ treo cọc • Tính momen lớn cọc theo sơ đồ cẩu cọc Trọng lượng thân cọc xem tải trọng phân bố chiều dài đoạn cọc: q = n × γ bt × Ag = 1,75 × 25 × 0, 452 = 8,86(kN/ m) Trong đó: n hệ số động, n=1,75 γ bt :trọng lượng riêng bê tông Ag :diện tích mặt cắt nguyên cọc Ta có sơ đồ cẩu cọc biểu đồ momen : 1,86m M1 5,28m + M1 Chọn điểm móc cẩu cho a = 0, 207 × Ld = 1.86m M 1+ ≈ M 1− M1 = => q×a 8.86 ×1.862 = = 15.32 2 kNm Tính momen lớn cọc theo sơ đồ treo cọc Ta có sơ đồ treo cọc biểu đồ momen : • 35 M1 1,86m P 2,646m 6,354m - M2 + M2 b = 0, 294 × Ld = 2.646m M 2+ ≈ M 2− Chọn điểm móc cẩu cho => M2 = Trị số momen dương lớn nhất: q × a 8.86 × 2, 6462 = = 31.02 2 kNm Vậy momen lớn dùng để bố trí cốt thép là: Mtt = max(M1; M2)= 31.02 kNm • Tính cho đốt cọc có chiều dài Ld = 9.5(m): Momen lớn dùng để bố trí cốt thép: Mtt = max(M1; M2) Trong đó: M1: Momen lớn cọc theo sơ đồ cẩu cọc M2: Momen lớn cọc theo sơ đồ treo cọc • Tính momen lớn cọc theo sơ đồ cẩu cọc Trọng lượng thân cọc xem tải trọng phân bố chiều dài đoạn cọc: q = n × γ bt × Ag = 1,75 × 25 × 0, 452 = 8,86(kN/ m) Trong đó: n hệ số động, n=1,75 γ bt :trọng lượng riêng bê tông Ag :diện tích mặt cắt nguyên cọc Ta có sơ đồ cẩu cọc biểu đồ momen : 36 1.97m 5.56m M1 M1 + M1 Chọn điểm móc cẩu cho a = 0, 207 × Ld = 0.207 × 9.5 = 1.97( m) M 1+ ≈ M 1− => q×a 8.86 ×1.97 M1 = = = 17.19 2 kNm • Tính momen lớn cọc theo sơ đồ treo cọc Ta có sơ đồ treo cọc biểu đồ momen : P 2,8m 6,7m - M2 + M2 37 1.97m b = 0, 294 × Ld = 0, 294 × 9.5 = 2.793m M 2+ ≈ M 2− Chọn điểm móc cẩu cho => M2 = Trị số momen dương lớn nhất: q × a 8.86 × 2.7932 = = 34.56 2 kNm Vậy momen lớn dùng để bố trí cốt thép là: Mtt = max(M1; M2)= 34.56 kNm 2.8.1.2.Tính bố trí cốt thép dọc cho cọc Ta chọn cốt thép chủ chịu lực thép ASTM A615M 380 450 ø8 35 Gồm có fy =420 MPa bố trí mặt cắt ngang cọc hình vẽ: 35 • 380 450 35 ø22 35 Kiểm tra bê tông có nứt hay không trình cẩu treo cọc Cường độ chịu kéo uốn bê tông là: f r = 0, 63 × f c' = 0,63 × 30 = 3, 45(Mpa) ⇒ 0,8 f r = 0,8 × 3, 45 = 2,76( Mpa ) Ứng suất kéo thớ mặt cắt nguyên: Ld = 9m Đối với cọc có chiều dài: M tt d 6M tt × 31.02 ×106 f ct = × = = = 2.05( Mpa) Ig d 4503 f ct < 0,8 f r Vậy nên cọc không bị nứt cẩu treo cọc Ld = 9.5m Đối với cọc có chiều dài: 38 f ct = M tt d M tt × 34.56 ×106 × = = = 2.28( Mpa ) Ig d 4503 f ct < 0,8 f r Vậy • nên cọc không bị nứt cẩu treo cọc Tính duyệt khả chịu lực Nhận xét: Do cốt thép bố trí đối xứng, mặt khác ta biết bê tông có cường độ chịu kéo nhỏ nhiều so vơi cường độ chịu nén trục trung hoà lêch phía trục đối xứng b As' 0,85fc' ecu=0,003 es' c a As'.fy' 0,85.ß1.fc'.b.c h TTH es As ⇒ f s' = f s = f y + Giả thiết tất cốt thép chảy dẻo Phương trình cân nội lực theo phương trục dầm: As f y = 0,85 f c'ad + As' f y' Trong đó: As = × 387 = 1935(mm ) As : Diện tích cốt thép chịu kéo, As ' = × 387 = 1161(mm ) As ' : Diện tích cốt thép chịu nén, f c' = 30( Mpa ) f c' : Cường độ chịu nén bê tông, f y = 420( Mpa ) fy : Cường độ chảy cốt thép, a: Chiều cao vùng chịu nén tương đương d: Đường kính cọc, d=450mm Chiều cao vùng chịu nén tương đương: 39 As.fy a= As f y − As' f y' ' c 0,85 f d = 1935 × 420 − 1161 × 420 = 28,33( mm ) 0,85 × 30 × 450 + Momen kháng uốn danh định: a M n = 0,85 f c'ad ( d s − ) + As' f s' ( d s − d s' ) 28,33 = 0,85 × 30 × 28,33 × 450 × (330 − ) + 1161 × 420 × (330 − 50) = 239, × 106 ( Nmm) = 239, 2(kNm ) + Momen kháng uốn tính toán: M r = ϕ × M n = 0,9 × 239,2 = 215, 28( kNm) M r > M tt = 21,87(kNm) => Đạt Kết luận: Cốt thép chọn bố trí đảm bảo khả chịu lực 40 [...]... ϕqp Q p + ϕ qs Qs Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: Với: Trong đó: ; Qs = qs As Q p = q p Ap Qp : Sức kháng mũi cọc (MPa) qp : Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs : Sức kháng thân cọc (MPa) qs : Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) Ap : Diện tích mũi cọc (mm2) As : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2) ϕqp ϕ qs : Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc : Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc ϕ qs = 0,7λv... 5.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc : Vc ≤ Q R = ϕg Q g Trong đó : VC : Tổng lực gây nén nhóm cọc đã nhân hệ số V C = 17808.716 (kN) QR : Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc Qg : Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc, được xác định như sau Với đất dính Qg1 = min{hxTổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn; sức kháng trụ tương... giá trị lớn nhất để kiểm toán Nmax= 892.959 kN 5.1.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn: N max + ∆N ≤ Ptt Trong đó: Ptt : Sức kháng tính toán chịu nén của cọc đơn Nmax : Nội lực tác dụng lớn nhất lên một cọc, N max = 892.959 kN ∆N : Trọng lượng bản thân cọc Lc d 2 (γ bt − γ n ) Ta có: ∆N = = 27.0,452.(25 – 9,81)= 83,05 kN Kiểm toán: Nmax + ∆N = 892.959... 21 = 0, 0399 (Mpa) Qs 2 =0,0399x33,66x 106 =1343034 (N)=1343,034(kN) +Sức kháng dọc trục thân cọc là : Qs = (Qs1 + Qs 2 ) × ϕ qs = 448,2x0,56+1343,034x0,36=734,48(kN) Vậy sức kháng thân cọc như sau: ϕ qs Qqs Lớp (N) Hệ số sức kháng (N) 1 448200 0,56 250992 2 1343034 0,36 483492,24 734480 Tổng 3.2.2 Sức kháng mũi cọc Qp Sức kháng đơn vị mũi cọc trong đất cát sét : Ap = 450 × 450 = 202500mm 2 q p = q... Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: Qr = ϕ qp × Q p + ϕqs × Qs =734,48+367.71= 1102.19 kN Sức kháng dọc trục của cọc đơn Ptt Sức kháng dọc trục của cọc đơn được xác đinh như sau: Ptt = Min ( Pr ; Qr ) = Min(3167,568 ; 1102.19) Ptt =1102.19 (kN) IV XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC 4.1 Số lượng cọc được xác định như sau: n 16228,956 = 14, 72 ≥ 1102.19 Trong đó: 16228,956 N : Ptt : 1102.19 Sức kháng... 2,5d 6.0, 45 − 2,5 × 0, 45 Xác định Qg1 dành cho đất dính Như đã xác định ở trên, sức kháng thân cọc danh định Q s (lớp 2a)=448.2 kN Vậy, tổng sức kháng tính toán dọc trục của nhóm cọc trong đất sét: Q1 = n.Qs η = 24x448,200x0.7 = 7529,76 kN Xác định Q2 +Lớp 1 (lớp 2a): Sức kháng đỡ của phá hoại khối được xác theo công thức: Q2 = ( 2X + 2Y ) ZS u + XYNC S u Trong đó : X : Chiều rộng của nhóm cọc X =... ta sử dụng phương pháp SPT các giá trị được tính toán như sau: - Áp lực móng tĩnh tác dụng tại q= 2 Db = 18m 3 : Pttsd 13662578 = = 0,39( MPa) Atd 34642500 Trong đó: : tải trọng thẳng đứng tại đỉnh của nhóm cọc ở TTGHSD(N) : = 13662578 (N) Ltd: chiều dài móng tương đương Ltd= 4650 (mm) Btd: chiều rộng móng tương đương Btd= 7450 (mm) × Atd: diện tích móng tương đương Atd= Btd.Ltd=4650 7450=34642500(mm2)... để tính toán và bố trí cốt thép là chiều đúc cọc L = 27.5(m) Được chia làm 3 đốt có chiều dài Ld = 9 (m) Ta tính toán và bố trí cho từng đốt cọc 2.8.1.1.Tính momen theo sơ đồ cẩu cọc và treo cọc Tính cho đốt cọc có chiều dài Ld = 9 (m): Momen lớn nhất dùng để bố trí cốt thép: Mtt = max(M1; M2) Trong đó: M1: Momen lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc 34 M2: Momen lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc... theo sơ đồ cẩu cọc M2: Momen lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc • Tính momen lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc Trọng lượng bản thân cọc được xem như tải trọng phân bố đều trên cả chiều dài đoạn cọc: q = n × γ bt × Ag = 1,75 × 25 × 0, 452 = 8,86(kN/ m) Trong đó: n là hệ số động, n=1,75 γ bt :trọng lượng riêng của bê tông Ag :diện tích mặt cắt nguyên cọc Ta có sơ đồ cẩu cọc cũng như biểu đồ momen... TTGHCĐ Tải trọng thẳng đứng kN 13662.578 17808.716 Tải trọng ngang kN 287 502.25 Mômen kN.m 3702,8 6479,9 V KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ I 5.1 Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn 5.1.1 Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc +TH các cọc được bố trí thẳng đứng Nội lực các cọc tính theo công thức: Ni = N M y X i + n n ∑ X i2 i =1 (kN) (theo phương ngang cầu) Trong đó : Ni :giá trị nội lực lên từng