Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn học nền và móng
Bộ môn Địa kỹ thuật TRƯỜNG ĐH CNGTVT Đồ án môn học Nền & Móng CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG TRÌNH Độc lập – Tự – Hạnh phúc - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG GVHD : BÙI VĂN LỢI BỘ MÔN: ĐỊA KĨ THUẬT LỚP: 63ĐCCĐ10 TRƯỜNG: ĐH CÔNG NGHỆ GTVT Hà Nội, 03/ 12/2014 -1- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng MỤC LỤC 8.2.Bố trí cốt thép đai cho cọc 29 8.3.Chi tiết cốt thép cứng mũi cọc 30 8.4.Lưới cốt thép đầu cọc 30 8.5.Vành đai thép đầu cọc 30 8.6.Cốt thép móc cẩu 30 8.7.Tính mối nối thi công cọc .31 SỐ LIỆU ĐỀ BÀI BẢNG SỐ LIỆU TẢI TRỌNG TÁC DỤNG: Tải trọng /phương án Đơn vị V tĩnh tải gây(DC) V tĩnh tải gây(DW) V hoạt tải H hoạt tải M hoạt tải Phương dọc(D) , ngang cầu(N) Phương án móng cọc KN KN KN KN KN.m 2970 340 911 228 410 D CĐ BẢNG SỐ LIỆU THUỶ VĂN VÀ CHIỀU DÀI NHỊP: Đơn vị 10 Cao độ MNCN(EL5) M 4.60 Cao độ MNTT(EL4) M 3.10 Cao độ MNTN(EL3) M 1.10 Cấp sông V Cao độ mặt đất tự nhiên (EL1) M 0.00 Cao độ mặt đất sau xói (EL2) M -2.7 Chiều dài nhịp L nhịp M 15.0 Tính chất lý lớp đất lỗ khoan địa chất IC-T5: - Các tiêu lý đất Lớp1 : _ -0,8m -2- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Các tiêu lý Phân tích thành phần hạt Đồ án môn học Nền & Móng Kí hiệu Đơn vị Kết + Phần trăm hạt sỏi 0.00 + Phần trăm hạt cát 17.00 + Phần trăm hạt mịn (sét, bụi) 83.00 Độ ẩm tự nhiên W % 94.10 Khối lượng thể tích Tw g/cm3 1.47 Khối lượng riêng Giới hạn chảy Gs LL g/cm3 % 2.61 74.70 Giới hạn dẻo PL % 37.90 Độ 4.00 c kG/cm2 0.044 cu Độ kG/cm2 22.00 0.450 c' Độ kG/cm2 3.00 0.040 + Áp lực tiên cố kêt + Hệ số cố kêt Pc Cvx10-3 kG/cm2 cm2/s 0.51 0.54 + Hệ số nén + Hệ số thâm kvx10-7 ax10-1 kvx10-7 cm2/kG cm2/s 0.23 0.45 Thí nghiệm cắt trực tiếp + Góc ma sát + Lực dính Thí nghiệm nén ba trục (CU) + Góc ma sát + Lực dính Thí nghiệm nén ba trục (UU) + Góc ma sát + Lực dính có hiệu Thí nghiệm nén cố kêt + Chỉ số nén Cc C cu ϕ' Cc 0.78 Lớp : Bụi tính dẻo cao , màu xám đen, xám xanh , mềm Lớp 2a: _-0.80m -10,90 m -3- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Các tiêu lý Phân tích thành phần hạt Đồ án môn học Nền & Móng Kí hiệu Đơn vị Kết + Phần trăm hạt sỏi 0.00 + Phần trăm hạt cát 30.70 + Phần trăm hạt mịn (sét, bụi) 68.80 Độ ẩm tự nhiên W % 26.47 Khối lượng thể tích Tw g/cm3 1.96 Khối lượng riêng Giới hạn chảy Gs LL g/cm3 % 2.72 38.80 Giới hạn dẻo PL % 19.90 Độ 13.00 c kG/cm2 0.310 qu kG/cm2 0.660 cu Độ kG/cm2 - c' Độ kG/cm2 - + Áp lực tiên cố kêt + Hệ số cố kêt Pc Cvx10-3 kG/cm2 cm2/s - + Hệ số nén + Hệ số thâm kvx10-7 ax10-1 kvx10-7 cm2/kG cm2/s - Thí nghiệm cắt trực tiếp + Góc ma sát + Lực dính Thí nghiệm nén nở hông Thí nghiệm nén ba trục (CU) + Góc ma sát + Lực dính Thí nghiệm nén ba trục (UU) + Góc ma sát + Lực dính có hiệu Thí nghiệm nén cố kêt + Chỉ số nén Cc C cu ϕ' Cc - Lớp 2a: Sét gầy pha cát, màu xám nâu, xám xanh, cứng vừa đếncứng Lớp 3: -10,9m -74,2m Các tiêu lý Kí hiệu -4- Đơn vị Kêt Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng Phân tích thành phần hạt + Phần trăm hạt sỏi 2.50 + Phần trăm hạt cát 72.90 + Phần trăm hạt mịn (sét, bụi) 24.60 Độ ẩm tự nhiên W % 16.90 Khối lượng thể tích Tw g/cm3 2.05 Khối lượng riêng Giới hạn chảy Gs LL g/cm3 % 2.65 24.38 Giới hạn dẻo PL % 15.87 ϕ Độ 32.00 c qu kG/cm2 kG/cm2 0.080 Thí nghiệm cat trực tiêp + Góc ma sát + Lực dính Thí nghiệm nén nở hông Thí nghiệm nén ba trục (CU) - + Góc ma sát Độ - cu kG/cm2 - + Góc ma sát ϕ' Độ - + Lực dính có hiệu c' kG/cm2 - Thí nghiệm nén cố kêt + Áp lực tiến cố kêt Pc kG/cm2 - + Hệ số cố kêt Cvx10-3 cm2/s - + Hệ số nén + Hệ số thấm kvx10-7 ax10-1 kvx10-7 cm2/kG cm2/s - + Lực dính Thí nghiệm nén ba trục (UU) cu C + Chỉ số nén Cc Cc Lớp 3: Cát sét, cát bụi, màu xám trắng, xám vàng, chặt vừa - 1.1Nhận xét đề xuất phương án móng Từ số liệu địa chất công trình thuỷ văn công trình ta thấy khả chịu lực lớp đất tốt ( lớp đất tốt) => đề xuất làm móng cọc đóng -5- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT I LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MÓNG Lựa chọn cao độ kích thước SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CHUNG TRỤ CẦU 1.1.Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT): Vị trí xây dựng trụ cầu xa bờ phải đảm bảo thông thuyền thay đổi mực nước MNCN MNTN tương đối cao Xét điều kiện mỹ quan sông, ta chọn giá trị cao độ sau: - Cao độ đỉnh trụ chọn sau : Max { MNCN + m; MNTT+Htt} - 0.3 m Trong : MNCN: Là mực nước cao MNCN= 4.60 m MNTT:mực nước thông thuyền MNTT = 3.10 m -6- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng Htt : chiều cao thông thuyền ( tra bảng 2.3.3.1.1 khổ giới hạn thông thuyền sông có thuyền sông cấp V ): Bảng 2.3.3.1.1 Khổ giới hạn thông thuyền sông có thông thuyền: Khổ giới hạn tối thiểu mức nước cao có chu kì 20 năm Cấp đường sông (m) Theo chiều ngang Theo chiều thẳng Cầu qua sông Cầu qua kênh đứng (trên toàn CR) I 80 50 10 II 60 40 III 50 30 IV 40 25 6( thích hợp) 5( tối thiểu ) V 25 20 3.5 VI 15 10 2.5 => Htt = 3.50 m => MNCN + 1m = 4.60 + 1.00 = 5.6 m Và MNTT+Htt = 3.10 + 3.50 = 6.60 m => CĐĐT = max ( 5.60 ; 6.60) - 0.30 = 6.30 m 1.2 Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB): CĐĐB< MNTN - 0.50 m = 1.10 - 0.50 = 0.60 m Ta thiết kế móng cọc đài thấp nên CĐĐB phải nhỏ cao độ mặt đất sau xói EL2= -2.70 m => Đề xuất chọn CĐĐB= -3.0 m 1.3 Cao độ đáy bệ (CĐĐAB): CĐĐAB = CĐĐB - Hb Trong đó: Hb chiều dày bệ móng chọn 1.5 m => CĐĐAB = -3.0 – 1.5 = -4.5 m Vậy thông số thiết kế móng sau : Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = 6.30m -7- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = -3.00m Cao độ đáy bệ: CĐĐAB = -4.50 m Chiều dày bệ móng móng Hb = 1.5m 1.4 Kích thước cọc cao độ mũi cọc Theo tính chất công trình cầu có tải trọng truyền xuống móng lớn, địa chất gồm có lớp thứ dày tầng đá gốc, nên chọn giải pháp móng cọc ma sát BTCT, mũi cọc nằm lớp thứ Chọn cọc bê tông cố thép đúc sẵn, cọc có kích thước là: (400x400)mm; đóng vào lớp số lớp sét cát màu xám vàng, xám trắng, trạng thái chặt vừa đến chặt Cao độ mũi cọc -32.00m 1.4.1 Xác định chiều dài cọc Chiều dài cọc Lc xác định: Lc= CĐĐB – Hb - CĐMC = (-3.00) – (1.50) – (-32.00) = 27.50 m Trong : CĐMC cao độ mũi cọc: (CĐMC = -32.00m) 1.4.2 Kiểm tra kích thước cọc Kích thước móng cọc phải thỏa mãn yêu cầu độ mảnh: 30 Thoả mãn yêu cầu độ mảnh Tổng chiều dài đúc cọc là: L = Lc + 0.50m =27.50 + 0.50 = 28.00 m Cọc tổ hợp từ đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc 28.00 m = 9.00m + 10.00m + 9.00m 1.4.5 Chiều dài mũ trụ (CDMT) Chiều dài mũ trụ CDMT= 0.6 + 0.7 = 1.3m Lập tổ hợp tải trọng đỉnh bệ ứng với MNTN 2.1 Tính toán thể tích trụ -8- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng 2.1.1.Chiều cao thân trụ Hc Hc = CĐĐT – CĐĐB - CDMT = 6.60 – (-3.00) - 1.30 = 8.30m Trong : CDMT chiều dày mũ trụ , CDMT = 1.30m 2.1.2 Diện tích mặt cắt ngang trụ π × 1.2 + 3.8 × 1.2 = 5.69(m ) Str = 2.1.3 Thể tích toàn phần trụ (không kể phần bệ cọc) Thể tích toàn phần trụ Vtr = V1 + V2 Trong : V1 thể tích phần mũ trụ, V1 =12 × 0.6 × 1.4 + V2 thể tích thân trụ, V2 = (12 + 5) × 0.6 × 1.4 = 17.22(m ) π × 2 + 3.8 × 1.2 × 8.3 = 47.23(m ) => Vtr = V1 + V2 =64.45 (m3 ) 2.1.4 Thể tích phần trụ ngập nước(không kể phần bệ cọc) Vnn = Str x (MNTN – CĐMB)=5.69x(1.1-(-3.0))=23.32 (m ) 2.2 Lập tổ hợp tải trọng TTGHCĐI theo phương dọc đỉnh bệ Tải trọng đề cho : Ntt=3310(KN) : Tĩnh tải thẳng đứng theo TTGHSD đỉnh trụ Nht=911(KN) : Hoạt tải thẳng đứng theoTTGHSD đỉnh trụ Hht=228(KN) : Hoạt tải nằm ngang theo TTGHSD đỉnh trụ Mht=410(KN.m) : Hoạt tải momen theo TTGHSD đỉnh trụ Trọng lượng thể tích riêng bê tông: γ w = 24 KN/m3 Trọng lượng thể tích riêng nước : γ w = 9.81 KN/m3 Hệ số tải trọng : Hoạt tải : nh= 1.75 Tĩnh tải : nt= 1.25 2.2.1.Tải trọng thẳng đứng TTGHCĐI theo phương dọc cầu đỉnh bệ: -9- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng N1CD = nh × N ht + nt × ( N tt + γ bt × Vtr ) − γ n × Vnn N1CD = 1.75 × 911 + 1.25 × (3310 + 24 × 64.45) − 9.81 × 23.32 = 7436( KN ) 2.2.2.Tải trọng ngang TTGHCĐI theo phương dọc cầu đỉnh bệ: H 1CD = nh × H ht = 1.75 × 228 = 399( KN ) 2.2.3.Mô men TTGHCĐI theo phương dọc cầu đỉnh bệ M 1CD = nh × M ht + nh × H h × (CĐĐT-CĐMB) = 1.75 × 410 + 1.75 × 228 × (6.3 - (-3.0)) =4428 (KN.m) 2.3 Lập tổ hợp tải trọng TTGHSD theo phương dọc đỉnh bệ 2.3.1.Tải trọng thẳng đứng TTGHSD theo phương dọc cầu đỉnh bệ: N1SD = N ht + N tt + γ bt × Vtr − γ n × Vnn = 911 + 3310 + 24 × 64.45 − 9.81 × 23.32 = 5539( KN ) 2.3.2.Tải trọng ngang TTGHSD theo phương dọc cầu đỉnh bệ: H 1SD = H ht = 228( KN ) 2.3.3.Mô men TTGHSD theo phương dọc cầu đỉnh bệ M 1SD = M ht + H h × (CĐĐT-CĐMB) = 410 + 228 x (6.3 - (-3.0)) = 2530 (KN.m) Tải trọng theo phương dọc cầu TTGHSD đỉnh bệ: Tổ hợp đỉnh bệ Tải trọng Tải trọng thẳng đứng Tải trọng ngang Momen Đơn vị KN KN KN.m TTGHCĐI 7436 399 4428 TTGHSD 5539 228 2530 Xác định sức kháng nén dọc trục cọc đơn Sức chịu tải dọc trục cọc đơn xác định theo điều kiện sau: Ptt= min(PR;QR) Trong đó: -10- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng Qn = Qs + Qp = 728320 + 429897 + 1180249 = 2338466 (N) = 2338(KN) Móng cọc đài thấp có bệ cọc tiếp xúc chặt chẽ với đất, nên tổng sức kháng dọc trục cọc đơn là: Qg= Ql = n.Qn= 24 x 2338=56112(KN) Hệ số sức kháng nhóm cọc: φg=0.45λv=0.36 (λv=0.8) Sức kháng đỡ dọc trục tính toán nhóm cọc: Q QR= φg Qg=0.36 x56112=20200 (KN) > 8512 (KN) => Đạt Kiểm toán theo trạng thái giơi hạn sử dụng Với mục đích tính toán độ nún nhóm cọc, tải trọng giả định tác động lên móng tương đương đặt 2/3 độ sâu trôn cọc vào lớp chịu lực hình vẽ Do địa chất gồm lớp thứ nhất( lớp 2a) đất yếu, lớp thứ hai( lớp 3) đất tốt nên chiều dài từ đầu lớp thứ hai đến mũi cọc Lớp thứ hai lớp đất rời, độ lún nhóm cọc ước tính cách sử dụng thí nghiệm trường vá vị trí móng tương đương cho hình vẽ • Độ lún nhóm cọc đất rời tính sau: -21- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Sử dụng SPT: Đồ án môn học Nền & Móng ρ= 30.q.I X N corr Sử dụng công thức CPT: Trong đó: I = − 0.125 q X I ρ = 2.q c D' ≥ 0.5 X 1.92 N corr = 0.77 × log10 ( ' ) N σv Ở đây: q: áp lực móng tĩnh tải tác dụng Db , 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 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 (mm) Db: độ sâu chôn cọc lớp chịu lực (mm) Ncorr: 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 SPT đo khoảng lún ( búa/300mm) Với cọc đóng ta lấy giá trị N= giá trị trung bình đất khoảng 5D phía mũi cọc 5D phía mũi cọc, với cọc khoan lấy giá trị trung bình khoảng 3D phía mũi cọc 3D phía mũi cọc σ v' : ứng suất thẳng đứng hữu hiệu (MPa) qc : sức kháng xuyên hình nón tĩnh trung bình độ sâu X móng tương đương (MPa) * Do ta sử dụng phương pháp SPT, giá trị tính toán sau: -22- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng - Áp lực móng tĩnh tác dụng Db : q= V 6295000 = 0.2( MPa) = Atd 7400 × 4000 Trong đó: V: tải trọng thẳng đứng đỉnh nhóm cọc TTGHSD(N), V = 6295000 N Ltd: chiều dài móng tương đương,chính khoảng cách tim cọc xa theo chiều dọc cầu + đường kính cọc : Ltd=5×1400 +400 = 7400 (mm) Btd: chiều rộng móng tương đương, khoảng cách tim cọc xa theo chiều ngang cầu + đường kính cọc : Btd=3× 1200 + 400 = 4000 (mm) -Chiều rộng hay chiều nhỏ nhóm cọc(X): X = 4000 (mm) Độ sâu trôn cọc lớp chịu lực: Db=21100 (mm) Độ sâu hữu hiệu: D’ = 14066.6(mm) - Hệ số ảnh hưởng chiều sâu trôn hữu hiệu nhóm(I): I = – 0.125 D' 14066.6 = − 0.125 × = 0.56 > 0.5 B 4000 => Đạt - σ'v : Tính từ độ sâu sau xói đến độ sâu móng tương đương khoảng B σ v' = h2 a × (γ bh2 a − γ n ) + h3 × (γ bh −γ n) = 10.90×(19.45 – 9.81)+42.2×(20.52 – 9.81) = 557.038 KN/m2 = 0.55 MPa - Số đếm SPT đo khoảng lún N = 20.9 => Ncorr = 8.4 Độ lún nhóm cọc: ρ = 30q.I B = 30 × 0.56 × 0.2 4000 = 25.29mm ρ = 25.29 (mm) < ρ gh =25.4(mm) => Đạt N corr 8.4 Tính toán kiểm tra cọc -23- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng 8.1 Tính toán kiểm tra cọc giai đoạn thi công Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán bố trí cốt thép chiều đúc cọc: Lc= 28 (m) Được chia thành đốt có chiều dài: Ld1 = (m); Ld2 = 10 (m); Ld3 = (m) Mô men lớn dùng để bố trí cốt thép Mtt = max(M1 ; M2) Trong đó: M1: Mômen cọc theo sơ đồ cẩu cọc M2: Mômen cọc theo sơ đồ treo cọc a Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld1= m Tính mô men lớn cọc theo sơ đồ cẩu cọc Các móc cẩu đặt cách đầu cọc đoạn : a = 0.207 Ld = 0.207 × = 1.863( m) Chọn a = 1.9m Trọng lượng thân cọc xem tải trọng phân bố chiều dài đoạn cọc: q1 = n.γbt.Ag = 1.75×25×0,162 = (KN/m) Trong đó: n hệ số động, n = 1.75 Ag : diện tích mặt cắt nguyên cọc, Ag= 0.16m2 γbt : diện tích nguyên bê tong, γbt = 24 KN/m3 Dưới tác dụng trọng lượng thân ta có biểu đồ mô men sau : P 1900 5200 1900 M +1 M-1 M +1 -24- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật ⇒ M 1+ ≈ M 1− = × Đồ án môn học Nền & Móng 1.92 = 12.64 KN.m Ta có mặt cắt có giá trị mômen lớn là: M1=12.64 KN.m Tính mô men lớn cọc theo sơ đồ treo cọc Móc đặt cách đầu cọc đoạn: b = 0.294Ld = 0.294 x = 2.646 (m), Chọn b= 2.65m Dưới tác dụng trọng lượng thân ta có biểu đồ mô men sau : P 2650 6350 M-2 M +2 Ta có mặt cắt có giá trị mômen lớn là: M 2+ ≈ M 2− = × 2.652 = 24.58 KN.m Vậy mômen lớn dùng để bố trí cốt thép là: Mtt= max(M1;M2)= 24.58 KN.m b Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld = 10 m Tính mô men lớn cọc theo sơ đồ cẩu cọc Các móc cẩu đặt cách đầu cọc đoạn : a = 0.207 Ld = 0.207 ×10 = 2.07( m) Chọn a = 2.1m Trọng lượng thân cọc xem tải trọng phân bố chiều dài đoạn cọc: q1 = n.γbt.Ag = 1.75×25×0,162 = (KN/m) Trong đó: n hệ số động, n = 1.75 Ag : diện tích mặt cắt nguyên cọc, Ag= 0.16m2 -25- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng γbt : diện tích nguyên bê tong, γbt = 24 KN/m3 Dưới tác dụng trọng lượng thân ta có biểu đồ mô men sau : 2.12 ⇒ M ≈ M = 7× = 15.44 KN.m + − Ta có mặt cắt có giá trị mômen lớn là: M1= 15.44 KN.m Tính mô men lớn cọc theo sơ đồ treo cọc Móc đặt cách đầu cọc đoạn: b = 0.294Ld = 0.294 x 10 = 2.94 (m) , Chọn b = m Dưới tác dụng trọng lượng thân ta có biểu đồ mô men sau : P 3000 7000 M-2 M +2 Ta có mặt cắt có giá trị mômen lớn là: M 2+ ≈ M 2− = × 2.92 = 29.43 KN.m Vậy mômen lớn dùng để bố trí cốt thép là: Mtt= max(M1;M2)= 29.43 KN.m Ta tính duyệt lại mặt căt bất lợi trường hợp bất lợi mặt cắt có mô men lớn trường hợp treo cọc: -26- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng Cọc có chiều dài Ld=9m : Mtt=24.58 (KN.m) Cọc có chiều dài Ld=10m : Mtt=31.5(KN.m) Kiểm tra bê tông có bị nứt hay không trình cẩu treo cọc: Ta có : Cường độ chịu kéo uốn bê tông là: f r = 0.63 × f c' = 0.63 × 30 = 3.541( MPa ) => 0.8 f r = 0.8 × 3,541 = 2.76 ( MPa ) Ứng suất kéo thớ mặt cắt nguyên: +) Với Ld=9m : f ct = M tt d M tt 24.58 × 106 × = = = 2.3 ( MPa ) 4003 Ig d 6 => fct < f r = 2.76 ( MPa ) => Cốt thép không bị nứt cẩu treo cọc +) Với Ld=10m : f ct = M tt d M tt 29.43 × 106 × = = = 2.75 ( MPa ) 4003 Ig d 6 => fct < f r = 2.76 ( MPa ) => Cốt thép không bị nứt cẩu treo cọc - Lớp bê tông bảo vệ cọc bê tông đúc sẵn môi trường không bị ăn mòn 50mm, môi trường bị ăn mòn 75 mm - Ta chọn cốt thép chủ chịu lực thép ASTM A615M Gồm d18 có fy =420 MPa bố trí hình vẽ: -27- Lớp: 63DCCD10 Đồ án môn học Nền & Móng 50 Bộ môn Địa kỹ thuật 300 Ø9 50 Ø18 400 Kiểm toán sức kháng uốn tính toán cọc: Mr= Φ.Mn Trong đó: Φ: hệ số sức kháng quy định điều 5.5.4.2 Mn: sức kháng danh định (N.mm) a a M n = As × f y × (d s − ) − As' × f y' × ( − d s' ) 2 Với : As: diện tích cốt thép chịu kéo không chong dự ứng lực (mm2) fy: giới hạn chảy quy định cốt thép chịu kéo (MPa), fy = 420 MPa A’s: diện tích cốt thép chịu nén không dự ứng lực( ) f’y: giới hạn chảy quy định cốt thép chịu nén (MPa), f’y = 420 MPa ds khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không dự ứng lực (mm) ds’: khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu nén không dự ứng lực (mm) a: chiều dày khối ứng suất tương đương (mm), a = c β1 : hệ số ứng suất quy đổi khối ứng suất Với bê tông có cường độ < 28 MPa, β1 = 0.85; với bê tông có cường độ 28MPa, hệ số giảm theo tỷ lệ 0.05 cho 7MPa vượt 28MPa không lấy giá trị nhỏ trị số 0.065 -28- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng f ' − 28 β1 = 0.85 − 0.05 c c: khoảng cách từ mặt trung hoà đến trục nén (mm), với mặt cắt hình chữ nhật: c= As f y − A's f ' y 0.85 f 'c β1bw Với bw: chiều rộng bụng với tiết diện hình chữ nhật, bw= b = 400mm Giả sử trục trung hoà nằm phía trọng tâm tiết diện, ta có: As= 1527 mm2; A’s = 763 mm2; = 0.836 => c = 38mm => giả thiết => a = 32 mm => ds = 350 mm; d’s= 50 mm => Mn = 253159200 N.mm = 253 KN.m > 31.5 KN.m => Đạt Vậy cốt thép chọn bố trí đảm bảo khả chịu lực * Kiểm tra lại điều kiện chảy dẻo cốt thép: εS = 0,003 εy = fy Es = = 0.003 × 350 − 38 = 0.025 38 420 -3 = 2.10 2.10 Ta thấy, εs > εy ⇒ thỏa mãn điều kiện chảy dẻo cốt thép • Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa và hàm lượng cốt thép tối thiểu = As 1527 = = 0.011 b.d s 400.350 ρ = 0, 03 × f 'c 30 = 0.03 × = 0.0021 fy 420 => ρ > ρ Kết luận: cốt thép bố trí là hợp lý và đủ chịu lực 8.2.Bố trí cốt thép đai cho cọc Do cọc chủ yếu chịu nén, chịu cắt nhỏ nên không cần duyệt cường độ cốt thép đai Vì cốt thép đai bố trí theo yêu cầu cấu tạo -29- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng - Đầu cọc ta bố trí với bước cốt đai 50 mm - Tiếp theo ta bố trí với bước cốt thép đai 100 mm vị trí móc cẩu - Đoạn lại đoạn cọc (phần đoạn cọc) bố trí với bước cốt đai : 200 mm 8.3.Chi tiết cốt thép cứng mũi cọc - Cốt thép mũi cọc có đường kính Φ 32, với chiều dài 750 mm - Đoạn nhô khỏi mũi cọc 50 mm 8.4.Lưới cốt thép đầu cọc Ở đầu cọc bố trí số lưới cốt thép đầu cọc có đường kính Φ mm ,với mắt lưới a =(50 × 50)mm Lưới bố trí nhằm đảm bảo cho bê tông cọc không bị phá hoại chịu ứng suất cục trình đóng cọc 8.5.Vành đai thép đầu cọc Đầu cọc bọc vành đai thép thép có chiều dày = 10 mm nhằm mục đích bảo vệ bê tông đầu cọc không bị hỏng đóng cọc có tác dụng để hàn nối đốt cọc thi công với 8.6.Cốt thép móc cẩu Cốt thép móc cẩu chọn có đường kính d18 Do cốt thép bố trí cọc thừa ta sử dụng cốt thép móc cẩu làm móc treo ta không cần phải làm móc thứ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công để cọc bãi Khoảng cách từ đầu đoạn cọc đến móc neo là: Đối với đốt cọc có Ld=9m: a = 1900 mm Đối với đốt cọc có Ld=10m: a = 2100 mm Kiểm tra lại đoạn cầu cọc treo cọc : Mtt= max(M1;M2)= 29.43 KN.m => Mmax < Mr =253 KN.m => Đạt Vậy khoảng cách bố trí móc cẩu thõa mãn công tác thi công đặt bãi -30- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng 8.7.Tính mối nối thi công cọc Ta sử dụng mối nối hàn để nối đoạn cọc lại với Mối nối phải đảm bảo cường độ mối nối tương đương lớn cường độ cọc tiết diện có mối nối Để nối đốt cọc lại với ta sử dụng thép góc L320x150x10 táp vào góc cọc sử dụng đường hàn để liên kết hai đầu cọc Ngoài để tăng thêm an toàn cho mối nối ta sử dụng thêm thép 420x100x10mm táp vào khoảng hai thép góc để tăng chiều dài hàn nối Tính mối nối thi công cọc : Ta sử dụng mối hàn để nối đoạn cọc lại với Mối nối phải đảm bảo cường độ mối nối tương đương lớn cường độ cọc tiết diện mối nối Để nối đốt cọc lại với ta sử dụng thép góc L100 x100x12 (mm)táp vào góc cọc sủ dụng đường hàn để liên kết đầu cọc Ngoài để tăng thêm an toàn cho mối nối ta sử dụng thêm thép 500x100x10 (mm), táp vào khoảng thép góc để tăng chiều dài hàn nối 9.1 Tính toán mối nối cọc 9.1.1 Chọn đường hàn , kiểm toán mối hàn : Chọn đường hàn có chiều dày w = 10mm, chế tạo băng que hàn E70XX có cường độ Fexx = 540 Mpa Khả kháng cắt tính toán 1đơn vị chiều dài đường hàn : R r = 0.6 × ϕe2 × Fexx × 0.707w ϕe2 : Hệ số sức kháng cắt đường hàn ϕe2 = 0.80 => R r = 0.6 × 0.8 × 540 × 0.707 × 10 = 1833 ( N / mm ) Khả chịu cắt 1đơn vị chiều dài mối nối mỏng (bản thép bịt đầu cọc ) : ϕv R n = ϕv ( 0.58 × t × Fy ) = 1.0 × 0.58 ×10 × 420 = 2436 ( N / mm ) => Cường độ chịu cắt đường hàn định Tổng chiều dài đường hàn: L = 16 x 500 + 100 x x = 10400(mm) => Khả chịu lực toàn liên kết : Pr = R r × L = 1833 × 10400 = 19063.2 ×10 ( N ) = 19063.2 ( kN ) Kiểm toán : -31- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng Vậy mối nối đảm bảo khả chịu lực 9.1.2 Tính toán chọn búa Lý chọn búa : đóng cọc để dẽ dàng quan sát độ chối cọc thi công hay để đảm bảo bê tông đầu cọc không bị phá hỏng đóng cọc chọn búa có lực xung kích lớn Cách chọn búa : Dựa vào lực xung kích búa ta chọn búa sau : E 25 Qtt Trong đó: Qtt : Sức chịu tải thiết kế cọc Qtt = 668(KN) E : Năng lực xung kích búa (N.m) => E 25 x 952 = 23800 (N.m) Ta chọn búa có trọng lượng Q = = 20kN Trọng lượng cọc : q = 28 x 0.42 x 24 = 107 (kN) Dựa vào hệ số thích dụng: Kc = Q+q Q + q 20 + 107 => E = ≥ = 25.4 ( kN.m ) E Kc Dùng loại búa thủy lực có số hiệu V100D6 có thông số kỹ thuật sâu Năng lượng tối đa/ nhát búa : 7200KG.m Một hành trình tối đa : 1.2m Một hành trình tối thiểu : 0.2m Trọng lượng thân trượt búa : 6100KG Trọng lượng đầu búa (không tính mũi) : 9400KG Tính độ chối cọc : Công thức tính toán : nF ( nF ) nF K12 q + Q Pgh = − + + ( ).QH e q+Q →e= Q + K12 q nF Q.H Pgh ( Pgh + nF ) Q + q Trong : Pgh : Sức chịu tải giới hạn cọc Q : trọng lượng búa H : Chiều cao rơi búa F : Diện tích mặt cắt ngang cọc q : Tổng trọng lượng cọc n = 10 (daN/cm2) Hệ số kinh nghiệm (tra bảng) K1= 0.45 : Hệ số phục hồi sau va chạm (xác định từ thực nghiệm) e : độ chối cọc 1000 × 0.42 × 20 × 1.2 => e = 928 × (928 + 1000 × 0.42 ) × 20 + 0.452 × 107 = 3.3 × 10−3 (m) 20 + 107 Vậy độ chối e = 0.193 mm/1 nhát búa -32- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng 10 Thiết kế tổ chức thi công : 10.1 Đúc cọc : Lựa chọn vị trí thích hợp giải phóng mặt bằngvị trí đúc cọc chọn vị trí đúc cọc cần ý cho địa hình phẳng , đủ không gian để đúc hàng loạt cọc,đủ chỗ chứa vật liệu gia công cốt thép,điều kiện vận chuyển vật liêu … 10.1.1 Gia công cốt thép : Chọn nơi gia công cốt thép cho gần bãi đúc cọc vận chuyển đến bãi đúc cọc thuận tiện nhất, loại thép gia công đúc theo thiết kế nghĩa phải đảm bảo kích thước ,số lượng …khi gia công xong ta tạp hợp thành chủng loại vận chuyển đến bãi đúc cọc 10.1.2 Tạo phẳng mặt đúc cọc lắp đặt ván khuôn cốt thép : Trước lắp đặt ván khuôn ta làm phằng bề mặt đúc cọc đổ lớp BT dày 5cm để tạo mặt đúc cọc thật vững Sau tạo phẳng xong ta tiến hành lắp đật ván khuôn cốt thép, để tiết kiệm chi phí ván khuôn ta đúc cọc xen kẽ nghĩa cọc trước làm ván khuôn cho cọc sau Khi lắp đặt xong ván khuôn ta tiến hành đặt rọ thép vào xác để cốt thép không bị nghiêng méo ló BT 10.1.3 Đổ BT bảo dưỡng cọc : Trước đổ BT ta tiến hành kiểm tra lại kích thước ván khuôn lồng thép lại lần ,BT chế tạo bãi đúc cọc mang từ nhà máy đến, cần lưu ý trình đổ BT phải tiến hành liên tục đầm rung, đầm dùi để BT lèn chặt Sau đổ BT xong ta dùng bao ni lông phủ kin cọc thường xuyên tưới nước để đảm bảo đủ độ ẩm trình hình thành cường độ cua BT 10.1.4 Vận chuyển cọc : Sau bảo dưỡng cọc đên đạt cường độ ta tiến hành vận chuyển cọc đến công trường Nếu cọc đúc công trường việc vận chuyển đến công trường ta không quan tâm, bãi đú xa công trường ta dùng xe để chở cọc, trình vận chuyển cọc phải cẩn thận nhẹ nhàng 10.2 Định vị hố móng : Căn vào tim công trình (toim cầu).và cọc mốc định vị ta dùng mia, thước dây , máy kinh vĩ để xác định tim hố móng Việc định vị máy kinh vĩ ta không giới thiệu cách thực mà ý đến cách đánh dấu cọc tim để cho không bị suốt trình thi công công trình, định vị cọc tim ta cần phải đóng thêm cọc phụ phạm vi thi công hố móng để tiên kiểm tra tim hố móng, tim bệ … trình thi công 10.3 Đóng cọc : -33- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng 10.3.1 Chọn phương pháp đóng cọc : Công trình móng trụ cầu nơi mặt nước, với MNTC tương đối sâu nên ta chọn phương án đóng cọc phao thích hợp 10.3.2 Trình tự đóng cọc : Vị trí cọc định vị máy kinh vĩ, sau định vị vị trí cọc ta di chuyển búa đến vị trí tiến hành đóng Đặt búa lên đâu cọc,tiến hành ép cọc sức ép thuỷ lưc Để thuận tiên cho viêc theo dõi trình hạ cọc ta dùng sơn đánh dấu lên cọc với khoang cánh định để kiểm tra cao độ Trong trình đóng cọc phải theo dõi tim cọc so với phương thẳng đứng để sai lệch kịp thời khắc phục Sau đóng đoạn cọc dài 7m xuông ta tiến hành nối cọc ,sau đóng cọc đến cao độ thiết kế Cần phải có sổ nghi chép suốt thời gian đóng cọc : sổ cọc ,giờ đóng cọc, thời gian đóng xong cọc , thời tiêt 10.3.4 Đóng vòng vây cọc ván, đổ BT bịt đáy làm khô hố móng : 10.3.5 Đổ BT bệ móng : a Đập đầu cọc, vệ sinh hố móng, đổ BT lót móng lắt đặt ván khuôn : Sau thực bước nêu ta tiến hành đập đầu cọc ta dùng búa đập thủ công bóc bỏ BT đầu cọc vừa đập lên khỏi hố móng sau tiến hành đổ lớp BT lót móng mac 150 Dùng máy kinh vĩ định tim va xác định bệ móng, cẩu lắp cốt thép xuống hố móng Sau đổ lớp BT lót móng xong ta dùng cẩu để lắp ván khuôn xuống hố móng ván khuôn liên kết với va liên kêt với cốt thép hàn điên Dùng máy kinh vĩ để định vị vị trí đỉnh móng để phục vụ cho việc đổ BT b Đổ Bê Tông : BT chế tạo theo thiết kế, xe bơm(máy bơm) đứng xà lan ,vào hố móng thông qua đường ống dẫn BT,dưới bệ có đầm dùi kết hợp đầm rung gán xung quanh ván khuôn để làm tăng thêm độ chặt BT,quá trình BT đến đạt cao độ thiết kế kết thúc.Chú ý trình đổ BT không gián đoạn vi BT bị phân tầng Sau đổ BT xong ta tiến hành bảo dưỡng BT đạt cường độ tháo ván khuôn tiếp tục hoàn thiện phần thân tường chắn Cần ý so sánh khối lượng đổ BT thực tế khối lượng BT thiết kế số liệu không sai lệch nhiều -34- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng KẾT LUẬN Trên thiết kế mà em hoàn thành xong,trong thể yêu cầu cần phải hoàn thành mà thầy giáo giao cho em Do thời gian có hạn hiểu biết hạn chế nên làm chưa hoàn thiện cho lắm.Vì mong cô giáo thông cảm bảo thêm để em nghiên cứu để tìm hiểu rõ môn học bổ sung kiến thức quan trọng, cần thiết để phục vụ cho môn học chuyên môn sau em Em xin chân thành cảm ơn bảo thày giáo thời gian qua mong cô bảo thêm để giúp em tiến -35- Lớp: 63DCCD10 [...]... 2990 (KN) -11- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng 3.2 Sức kháng nền dọc trục tính toán của cọc theo đất nền Sức kháng đỡ tính toán của cọc được tính như sau: QR=φqp.Qp+φqs.Qs Trong đó: Qp:Sức kháng mũi cọc (N) Qs:Sức kháng thân cọc (N) φqp:hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc và sức kháng thân cọc + Đối với đất dính:...Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng PR : Sức kháng nền dọc trục tính toán của cọc theo vật liệu PQ : Sức kháng nền dọc trục tính toán của cọc theo đất nền 3.1 Sức kháng nền dọc trục tính toán của cọc theo vật liệu + Cọc bê tông cốt thép, tiêt diện của cọc hình vuông: (350x350) mm2 + Bê tông... sức kháng của lớp đất này • Theo phương pháp α, sức kháng đơn qs vị thân cọc như sau: qs= α Su Trong đó ; -12- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng Su: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (Mpa) , Su= Cu= qu 2 α: hệ số kết dính phụ thuộc vào Su và tỷ số Db/D và hệ số dính được tra bảng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu Đồng thời ta cũng tham khảo công thức xác định α của API... Ap (mm2) Qp (N) 160000 728320 2 4.552 22.81 Vậy sức kháng tính toán của cọc theo đất nền là: -15- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng QR=φqp.Qp+φqs.Qs= 0.36 x 728320 + 0.56 x 429897+ 0.36 x 1180249 = 927827 N QR= 928 KN Sức kháng dọc trục của cọc đơn Ptt Ptt= min(PR;QR) = 928 KN 4 Chọn số lượng và bố trí cọc 4.1 Tính toán số lượng cọc N Số lượng cọc n được xác định như sau:... trục của cọc đơn: -20- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng Qn = Qs + Qp = 728320 + 429897 + 1180249 = 2338466 (N) = 2338(KN) Móng cọc đài thấp có bệ cọc tiếp xúc chặt chẽ với đất, nên tổng sức kháng dọc trục của cọc đơn là: Qg= Ql = n.Qn= 24 x 2338=56112(KN) Hệ số sức kháng của nhóm cọc: φg=0.45λv=0.36 (λv=0.8) Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc: Q QR= φg Qg=0.36 x56112=20200... vòng vây cọc ván, đổ BT bịt đáy và làm khô hố móng : 10.3.5 Đổ BT bệ móng : a Đập đầu cọc, vệ sinh hố móng, đổ BT lót móng và lắt đặt ván khuôn : Sau khi thực hiện các bước đã nêu trên ta tiến hành đập đầu cọc ta dùng búa đập thủ công bóc bỏ BT đầu cọc vừa đập lên khỏi hố móng sau đó tiến hành đổ lớp BT lót móng mac 150 Dùng máy kinh vĩ định tim va xác định bệ móng, cẩu lắp cốt thép xuống hố móng Sau khi... trong quá trình đổ BT không được gián đoạn vi BT sẽ bị phân tầng Sau khi đổ BT xong ta tiến hành bảo dưỡng cho đến khi BT đạt cường độ thì tháo ván khuôn và tiếp tục hoàn thiện phần thân tường chắn Cần chú ý so sánh khối lượng đổ BT thực tế và khối lượng BT thiết kế 2 số liệu này không được sai lệch quá nhiều -34- Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng KẾT LUẬN Trên đây là bài thiết... bị nứt khi cẩu và treo cọc - Lớp bê tông bảo vệ đối với cọc bê tông đúc sẵn trong môi trường không bị ăn mòn ít nhất là 50mm, trong môi trường bị ăn mòn là 75 mm - Ta chọn cốt thép chủ chịu lực là thép ASTM A615M Gồm 9 thanh d18 có fy =420 MPa được bố trí như hình vẽ: -27- Lớp: 63DCCD10 Đồ án môn học Nền & Móng 50 Bộ môn Địa kỹ thuật 300 Ø9 50 Ø18 400 Kiểm toán sức kháng uốn tính toán của cọc: Mr=... toán sức kháng dọc của nhóm Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm: Vc ≤ QR=φg.Qg Trong đó: Vc: tổng lực gây nén nhóm cọc đã nhân hệ số Vc= 8512(KN) QR: sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc φg: hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc Qg: sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc Do cọc ngàm qua lớp đất rời nên: Qg=Ql Với Ql: tổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn • Tính Qg: Tống sức kháng... 0.92 0.033 0.03036 429897 18.4 - - 0.03496 1180249 -13- Qs=qs.As (N) Lớp: 63DCCD10 Bộ môn Địa kỹ thuật Đồ án môn học Nền & Móng 3.2.2 Sức kháng mũi cọc Qp Sức kháng mũi cọc được tính như sau :Qp=qp.Ap Trong đó : Ap: là diện tích cọc (mm2) qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) * Đối với đất dính: qp=9.Su Với Su là cường đô kháng cắt không thoát nước của sét gần chân cọc ( MPa) * Đối với đất rời: qp = 0.038