Đang tải... (xem toàn văn)
Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường Hướng dẫn đồ án môn học nền móng cầu đường
Đồ án mơn học Nền móng Phần I Báo cáo khảo sát địa chất cơng trình Đặc điểm địa chất khu vực cơng trình xây dựng: (Mơ tả sơ cấu tạo địa chất khu vực xây dựng như: Các lớp đất, chiều dày trạng thái đất) nhận xét kiến nghị: (Nhận xét khả chịu lực lớp đất Kiến nghị chọn loại móng đặt vào lớp đất nào) Phần II Thiết kế kỹ thuật Bố trí chung cơng trình (Đưa vẽ bố trí chung cơng trình vào tờ giấy A4 đây) lựa chọn kích thước cơng trình (Tiến hành lựa chọn số liệu sau: Kích thước cao độ bệ cọc: + Cao độ đỉnh trụ + Cao độ đỉnh bệ + Bề dày bệ móng + Cao độ đáy bệ Kích thước cao độ cọc: + Cao độ mũi cọc + Chiều dài cọc + Đường kính cọc + Tổng chiều dài đúc cọc, chia thành chiều dài đốt cọc Lập số liệu tổ hợp tải trọng thiết kế Trọng lượng thân trụ: (Tiến hành tính thể tích trụ phận đỉnh bệ trụ ứng với MNTN) Lập tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN: (Tiến hành tính tải trọng: thẳng đứng, lực ngang mô men mặt cắt đỉnh bệ ứng với MNTN theo chiều (dọc cầu ngang cầu) đề cho) Lập bảng tổ hợp tải trọng: Kết Cường độ đưa vào bảng 2-1 để tiện theo dõi: Bảng 2.1 : Tổ hợp tải trọng thiết kế tính với MNTN, đặt cao độ đỉnh bệ Tên tải trọng Đơn vị Tải trọng thẳng đứng kN Tải trọng ngang kN Mômen kN.m Sử dụng Cường độ I Đồ án mơn học Nền móng (Ghi chú: bảng sử dụng để xác định số lượng cọc, kiểm tốn trạng thái giới hạn dùng bảng 2-3) Xác định sức chịu tải dọc trục cọc Sức chịu tải dọc trục cọc theo vật liệu: Chú ý: Tính theo Sử dụng 22TCN272-05 môn Kết cấu bê tông Sức chịu tải cọc theo đất QR = q p Qp + qs Qs Trong đó: Qp = sức kháng mũi cọc (N) Qs = sức kháng thân cọc (N) qp = hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc quy định cho Bảng 10.5.5-2 dùng cho phương pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc + Đối với đất dính qp=070v + Đối với đất cát theo phương pháp SPT: qp=045v Trong đó: v phụ thuộc phương pháp kiểm tra cọc thi công, qs = hệ số sức kháng sức kháng thân cọc cho Bảng 10.5.5 -2 dùng cho phương pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc + Đối với đất dính tính theo phương pháp a: qp=070v + Đối với đất cát theo phương pháp SPT: qp=045v a Sức kháng ma sát Q s = q s As As = diện tích bề mặt thân cọc (mm2) qs = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) *) Đối với đất dính (tính theo phương pháp ): qs = Su đây: Su = cường độ kháng cắt khơng nước trung bình (MPa) = hệ số kết dính áp dụng cho Su (DIM), xác định theo API phụ thuộc vào Su Lập thành bảng dạng sau: Tên lớp Chiều dày Chu vi cọc Li U Cường độ kháng cắt Hệ số Ma sát bề mặt Tổng ma sát bề mặt Su a qs qs*Ai 2 Đồ án mơn học Nền móng Tổng cộng ma sát bề mặt Qs *) Đối với đất cát bùn không dẻo qs = 0,0019 N đây: qs = ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (MPa) = số đếm búa SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân cọc (Búa/300mm) N Lập thành bảng dạng sau: Tên lớp Độ sâu Chỉ số SPT Chiều dày Chu vi cọc z N Li U Số SPT trung bình N Ma sát bề Tổng ma mặt sát bề mặt qs qs*Ai Tổng cộng ma sát bề mặt Qs b Sức kháng mũi cọc: Q p = q p Ap Trong đó: Ap = diện tích mũi cọc (mm2) qp = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) *) Đối với đất dính: qp = Su Su = cường độ kháng cắt khơng nước sét gần chân cọc (MPa) Lập thành bảng dạng tương tự trên: *) Đối với đất cát bùn không dẻo qp 0,038N corr D b q D với: 1,92 N N corr 0,77 log 10 đây: Ncorr N D Db = = = = số đếm SPT gần mũi cọc hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ, (Búa/300mm) số đếm SPT đo (Búa/300mm), lấy số SPT mũi cọc chiều rộng hay đường kính cọc (mm) chiều sâu xuyên tầng chịu lực (mm) Đồ án mơn học Nền móng q = sức kháng điểm giới hạn tính 0,4 Ncorr cho cát 0,3 Ncorr cho bùn không dẻo (MPa) = ứng suất hữu hiệu thẳng đứng (MPa), tính tương tự đất dính Sức kháng tính tốn cọc đơn Ptt min( Pvl ; Pdn ) Chọn số lượng cọc bố trí cọc móng Tính số lượng cọc Số lượng cọc sơ tính theo cơng thức sau: nc N tt Ptt Sau chọn số cọc thiết kế Bố trí cọc móng a) Bố trí cọc móng: Các cọc bố trí theo hình thức lưới vng mặt hồn tồn thẳng đứng mặt đứng, với thông số thoả mạn điều kiện bố trí cọc móng (xem cấu tạo móng cọc): b) Kích thước bệ cọc sau bố trí : Tiến hành tính lại kích thước bệ móng BxL c) Tính thể tích bệ cọc: Chuyển tổ hợp tải trọng đáy bệ (Tiến hành tính tơt hợp lực Sử dụng Cường độ tác dụng đáy móng) Bảng 2.3 : Tổ hợp tải trọng thiết kế tính đến MNTN cao độ đáy bệ Tên tải trọng Đơn vị Tải trọng thẳng đứng kN Tải trọng ngang kN Mômen kN.m Sử dụng Cường độ I (Ghi chú: Bảng tải trọng 2-3 dùng cho phần kiểm tốn móng cọc theo trạng thái giới hạn) Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ I Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn a) Tinh nội lực tác dụng lên đầu cọc: * Đối với móng cọc đài thấp tính sau : Pi V M y x i M x yi n n n x i yi2 1 Trong đó: V – tổng tải trọng tác dụng đáy bệ nhân hệ số N – số lượng cọc My – mô men theo phương ngang cầu Mx – mô men theo phương dọc cầu Đồ án mơn học Nền móng xi; yi – tọa độ cọc thứ i tới trục qn tính trung tâm * Đối với móng cọc đài cao tính sau: ( Dùng phương pháp chuyển vị học kết cấu) giải hệ phương trình tác sau: rvv v rvu u rvw N ruv v ruu u ruw H r v r u r M wu ww wv Trong đó: rik – phản lực đơn vị liên kết hệ bản, số i phương phản lực u, v,w – chuyển vị ngang, chuyển vị đứng góc xoay đài tuyệt đối cứng; N – Tổng tải trọng tác dụng đáy đài ( tải trọng thẳng đứng) H – Tổng tải trọng ngang tác dụng M – Tổng mô men tác dụng; LN – chiều dài chịu nén tính tốn cọc lấy chiều dài cọc từ đáy đài đến mũi cọc LM – chiều dài chịu uốn tính toán cọc xác định sau: - h 2ηd LM = L0 + 2ηd h – Chiều sâu cọc cắm vào đất η – Hệ số kinh nghiệm, lấy η = 7 ( đất tốt η nhỏ, đất yếu η lớn) d- đương kính hay cạnh cọc; L0 – đoạn dài tự từ đáy bệ đến mặt đất (sau xói lở) - Các phản lực đơn vị hệ phương trình tác xác định sau: n sin i J cos 12 i i ) L Ni L Mi i 1 n ruu E( Fi i 1 n rww = E( Fi x i2 i 1 n rvv EFi i 1 n cos i J 4 i ) L Ni i 1 L Mi cos i ) L Ni n ruw rwu =E( Fi x i i 1 n rvu ruv =E i 1 n Fcos i sin i i L Ni rvw rwv =E i 1 n cos i sin i J cos 6 i i ) L Ni L Mi i 1 Fi x i cos i L Ni Trong đó: Fi – diện tích tiết diện ngang cọc : E – Mô đun đàn hồi vật liệu cọc : Ji – Mơ men qn tính tiết diện cọc ứng với trục qua trọng tâm tiết diện cọc : αi – Góc nghiêng cọc so với phương thẳng đứng ; Đồ án môn học Nền móng n – Số lượng cọc sơ đồ tính ; LNi ; LMi – Chiều dài chịu nén chịu uốn tính tốn cọc xi - tọa độ cọc thứ i tới gốc tọa độ O - Tính tốn nội lực đầu cọc ( lực dọc trục cọc Ni ; Lực cắt Qi mô men MD điểm ngàm cọc vào đất tính theo (**) MT vị trí ngàm đầu cọc vào đài tính theo (*) ) Ni EFi (vcosi u sin i wx i cos i ) L Ni Qi 12EJ i 6EJ ( v sin i ucosi - wx i sin i ) i w L Mi L Mi Mi 6EJ i 4EJ i ( v sin i ucos i - wx i sin i ) w (*) L Mi L Mi 6EJ i 2EJ i ( v sin i ucos i - wx i sin i ) w (**) L Mi L Mi Mi Kết tính nội lực đầu cọc lập thành bảng sau: Cọc xi Sinαi Cosαi LN LM F J N Q Mđất Mđài … Kiểm tra kết tính tốn : N cos Q sin P N sin Q cos H N x cos Q x sin M tt i i i i i i i i tt i i i i i i T M tt Trong Ptt ; Htt ;Mtt - tải trọng thẳng đứng, ngang mơ men tính tốn cầu b) Cơng thức kiểm tốn sức kháng dọc trục cọc đơn: N max N Ptt Trong đó: Ptt: Sức kháng tính tốn chịu nén cọc đơn DN: Trọng lượng thân cọc Nmax: Nội lực tác dụng lớn lên cọc (kết tính tốn phần mềm FB-pier phần mềm tương tự) Kiểm tốn sức kháng dọc trục nhóm cọc VC QR g Qg = g1.Qg1 g2 Qg2 Trong đó: VC = tổng lực gây nén nhóm cọc nhân hệ số QR = sức kháng đỡ dọc trục tính tốn nhóm cọc g = hệ số sức kháng đỡ nhóm cọc Qg = sức kháng đỡ dọc trục danh định nhóm cọc, Đồ án mơn học Nền móng g1; g2 = hệ số sức kháng đỡ nhóm cọc đất dính đất rời Qg1; Qg2 = sức kháng đỡ dọc trục danh định nhóm cọc đất dính đất rời xác đinh sau: a) Đất dính: Qg=min{ xTổng sức kháng dọc trục cọc đơn; sức kháng trụ tương đương} Trong : : hệ số hữu hiệu lấy sau: Nếu bệ cọc 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: + = 0.65 với khoảng cách tim đến tim 2,5 lần đường kính, + = 1.0 với khoảng cách tim đến tim lần đường kính, Đối với khoảng cách trung gian, giá trị xác định nội suy tuyến tính Theo AASHTO, móng (trụ) khối tương đương để kiểm tra phá hoại khối thường áp dụng nhóm cọc đất dính Cho nhóm cọc có chiều rộng X, chiều dài Y, chiều sâu Z hình 56 đây, sức kháng đỡ phá hoại khối, tính theo (N), là: Qg 2 X 2Y Z Su XYN C Su Trong : Khi Z 2.5 X 0.2 X 0.2Z N C 51 1 Y X hi Z 2.5 X 0.2 X N C 7.51 Y Hình - Tác động nhóm cọc móng khối S u = cường độ chịu cắt khơng nước trung bình dọc theo chiều sâu cọc (MPa) Su = cường độ chịu cắt khơng nước đáy móng (MPa) b) Đất rời: Qg= xTổng sức kháng dọc trục cọc đơn Trong : : hệ số hữu hiệu lấy =1 (chú ý có đất dính đất rời xen kẽ tính đất dính riêng, đất rời riêng cộng lại) Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng Xác định độ lún ổn định : a) Công thức xác định: Đồ án môn học Nền móng Lún móng cọc đất rời Sử dụng SPT: Trong đó: = 0,125 30 q I B N160 D, 0,5 B q = áp lực móng tĩnh tác dụng 2Db/3 cho móng tương đương áp lực với tải trọng tác dụng đỉnh nhóm chia diện tích móng tương đương khơng bao gồm trọng lượng cọc đất cọc (MPa) B = chiều rộng hay chiều nhỏ nhóm cọc (mm), = độ lún nhóm cọc (mm) I = hệ số ảnh hưởng chiều sâu chôn hữu hiệu nhóm D = độ sâu hữu hiệu lấy 2Db /3 (mm) Db = độ sâu chôn cọc lớp chịu lực (mm) N160 = giá trị trung bình đại diện hiệu chỉnh ứng suất tổng hiệu suất có hiệu búa N160 = CN.N60 N60 = (ER/60%).N C N 0.77 log10 1.92 / V' N = CN < 2.0 số nhát búa chưa hiệu chỉnh (Búa/300mm) N60 = Số nhát búa dã hiệu chỉnh cho hiệu suất búa (nhát/300mm) ER = hiệu suất búa tính theo phần trăm (thường lấy 60%) v = ứng suất thẳng đứng hữu hiệu (MPa) Lún móng cọc đất dính Tùy thuộc trạng thái ban đầu đất cố kết, cố kết bình thường cố kết để có cơng thức tính sau: Đối với đất cố kết ban dầu ( nghĩa p > o ), σ 'p H C σ 'f Sc C log C log c cr σ 'o σ 'p 1 e o Đối với đất cố kết thông thường ban đầu ( nghĩa /p = o) H C σ 'f SC C log c σ 'p 1 e o Đối với đất chưa cố kết hoàn toàn ban đầu (nghĩa p < o) σ' H c f Sc C c log ' σ pc 1 e o Trong đó: Đồ án mơn học Nền móng Hc = chiều cao lớp đất chịu nén (mm) e0 = tỷ số rỗng ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu Ccr = số nén ép lại, xác định từ thí nghiệm Cc = số nén ép , xác định từ thí nghiệm p = ứng suất hữu hiệu thẳng đứng lớn khứ đất điểm lớp đất xét (MPa)( gọi áp lực tiền cố kết) o = ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu đất điểm lớp đất xét (MPa) f = ứng suất thẳng đứng cuối hữu hiệu đất điểm lớp đất xét (MPa), f=o+', với thành phần ứng suất có hiệu tải trọng gây p = ứng suất hữu hiệu thẳng đứng có đất không bao gồm ứng suất tăng thêm tải trọng móng, điểm lớp đất xét (MPa) c Trình tự tính tốn độ lún đất dính sau: (1) Xác định ứng suất có hiệu trọng lượng thân lớp đất theo chiều sâu,tính đến trọng tâm lớp đất Công thức : n ' dni hi i 1 dni : trọng lượng thể tích đẩy đất (2) Xác định ứng suất gia tăng tải trọng trạng thái sử dụng gây tải trọng tác dụng độ sâu 2Db/3 Tải trọng phân bố theo đường 2:1 theo móng tương đương hình vẽ Độ tăng ứng suất có hiệu lớp đất tải trọng ngồi gây Đồ án mơn học Nền móng ' V ( B g z i ).( L g z i ) Trong đó: ' : độ tăng ứng suất có hiệu lớp đất tảI trọng gây V: tải trọng thẳng đứng theo trạng tháI giới hạn sử dụng Bg: chiều rộng mặt nhóm cọc (khoảng cách mép cọc ngồi cùng) Lg: chiều dài mặt nhóm cọc (khoảng cách mép cọc cùng) Zi: khoảng cách từ vị trí 2Db/3đến trọng tâm lớp đất cần tính (3) Độ lún tổng cộng móng cọc : Sốnh o p để biết đất điều kiện cố kết thông thường, chưa cố kết cố kết Tên lớp Chiều dày Lớp đất Chỉ số nén Chỉ số nén lại áp lực tiền cố kết Hc Cc Cr p eo o f (3) (4) (5) (6) (7) (8)=(6)+(7) (1) (2) Hệ số ứng suất rỗng có hiệu ban trọng đầu lượng đất gây ứng suất có ứng suất hiệu tải thẳng đứng trọng cuối gây hữu hiệu Tổng cộng Chú ý: Khi đất cố kết thông thường (o=f)có thể tính sau: H C σ 'f SC C log c σ 'p 1 e o H C σ '0 ' C log ' 1 e o c σ Kiểm toán chuyển vị ngang đỉnh cọc Điều kiện u ≤ 38mm Trong : u - chuyển vị ngang đỉnh cọc, lấy từ kết tính nội lực đầu cọc Cường độ cốt thép cho cọc bệ cọc tính mối nối thi cơng cọc Tính bố trí cốt thép dọc cho cọc: a) Tính mơmen theo sơ đồ cẩu cọc treo cọc: * Mô men lớn dùng để bố trí cốt thép: M tt max( M max( ) ; M max( ) ) Trong đó: Mmax(1): Mơ men cọc theo sơ đồ cẩu cọc Mmax(2): Mô men cọc theo sơ đồ treo cọc b) Tính lượng cốt thép cần thiết: (Theo môn học Kết cấu bê tông) 10 Độ lún cố kết lớp thứ i Sci Đồ án môn học Nền móng As 0.85adf c fy Trong đó: As fy ds (mm) A's f y = = = diện tích cốt thép chịu kéo cần thiết (mm2) giới hạn chảy quy định cốt thép (MPa) khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo = = diện tích cốt thép chịu nén (mm2) giới hạn chảy cốt thép chịu nén (MPa) d's = nén (mm) = f c khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu d 1 sau: = đường kính cọc (mm) hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất quy định Điều 5.7.2.2 = cường độ chịu nén quy định bê tông tuổi 28 ngày (MPa) 0.85 f c' 28Mpa f ' 28 28Mpa f c' 56Mpa 1 0.85 0.05 c 0.65 f ' 56Mpa c a = c1 ; Chiều dày khối ứng suất tương đương (mm) a d e d e A : chiều cao chịu nén tương đối tiết diện cọc, đó: A Mn 0.85 f c' d de: Chiều cao có hiệu (chiều cao làm việc) cọc, lấy: de=(0.80.9)d de=d-d1 với d1 kà trọng tâm cốt thép chịu kéo đến thớ chịu kéo dầm Mn: Mô men kháng uốn danh định Mn= M tt : Hệ số sức kháng quy ước (với cấu kiện chịu uốn =0.9) Mtt: Mô men uốn Cường độ c) Chọn đường kính cốt thép dọc cọc bố trí vào mặt cắt ngang cọc Bố trí cốt thép đai cho cọc: (Do cọc chịu lực cắt nhỏ nên không cần Cường độ cốt thép đai mà cần bố trí theo yêu cầu cấu tạo) Tính tốn mối nối cọc Chọn đường hàn có chiều dày W(mm), chế tạo que hàn (… ) có cường độ Fexx (MPa) Khả kháng cắt đơn vị chiều dài đường hàn là: R r 0,6.e2 Fexx 0,707w 11 Đồ án mơn học Nền móng φe2 - hệ số sức kháng cắt đường hàn Khả chịu cắt đơn vị chiều dài mối nối mỏng v R n v (0,58.t.Fy ) Khả chịu lực toàn diện liên kết Pr R r L L – Tổng chiều dài đường hàn 12 Đồ án mơn học Nền móng Phần iIi Bản vẽ Yêu cầu vẽ Bản vẽ Bố trí chung : - Đưa hình chiếu trụ cầu (mặt chính, mặt bằng, chiếu cạnh) - Trong hình chiếu phải có đầy đủ kính thước: kính thước chi tiết kích thước tổng) - Quy cách viết chữ vẽ, đường gióng kích thước phải thống vẽ thống với vẽ lại Bản vẽ cốt thép cọc - Thể sơ đồ chia đốt cọc - Thể mặt đốt cọc mặt cắt ngang thể cọc - Các yêu cầu ghi kích thước chữ viết vẽ Bố trí chung Bản vẽ mối nối cọc - Thể mặt mối nối cọc mặt cắt ngang thể chi tiết - Các yêu cầu ghi kích thước chữ viết vẽ Bố trí chung Bản vẽ cốt thép bệ - Đưa mặt cắt bệ - Các yêu cầu ghi kích thước chữ viết vẽ Bố trí chung Ghi Các số liệu vẽ vẽ phải kết tính đưa lại Các vẽ phải vẽ theo tỷ lệ định để hợp lý vẽ, phải vẽ kích thước 13 Đồ án mơn học Nền móng 14 ... ngang cầu Mx – mô men theo phương dọc cầu Đồ án mơn học Nền móng xi; yi – tọa độ cọc thứ i tới trục qn tính trung tâm * Đối với móng cọc đài cao tính sau: ( Dùng phương pháp chuyển vị học kết... kháng đỡ nhóm cọc Qg = sức kháng đỡ dọc trục danh định nhóm cọc, Đồ án mơn học Nền móng g1; g2 = hệ số sức kháng đỡ nhóm cọc đất dính đất rời Qg1; Qg2 = sức kháng đỡ dọc trục danh định nhóm... trọng tâm tiết diện cọc : αi – Góc nghiêng cọc so với phương thẳng đứng ; Đồ án môn học Nền móng n – Số lượng cọc sơ đồ tính ; LNi ; LMi – Chiều dài chịu nén chịu uốn tính tốn cọc xi - tọa độ