ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC CHƯƠNG V : THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH A XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT: I GIỚI THIỆU : 1/Giới thiệu công trình: Nhà biệt thự ,được xây dựng khu nhà Khang Điền, phường Phước Long B, quận 9, TP Hồ Chí Minh 2/Số liệu đòa chất công trình: Khối lượng khảo sát gồm hố khoan hố sâu 35.0m kí hiệu HK1 , HK2 Tổng độ sâu khoan 70.m với 35 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò đòa tầng thí nghiệm xác đònh tính chất lý lớp đất HK HK -0,7m -2,3m 0,0m -0,9m -2,1m -3,4m -3,2m -6,5m -7,6m -9,5m 10 11 12 5a 13 14 15 đất đắp Sét sét pha cát lẫn sỏi sạn leterit sét pha cát Cát MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 101 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC II CẤU TẠO ĐỊA CHẤT : Lớp đất số 1: Trên mặt lớp gạch xà bần đất cát có bề dày HK1=0.9m, HK2=0.7m Lớp đất số 2: Sét pha nhiều cát màu xám nhạt độ dẻo trung bình trạng thái mềm có bề dày HK1=1.2, HK2=1.6 với tính chất lý đặc trưng sau : - Độ ẩm : W = 27.0% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.822 g/cm3 - Dung trọng đẩy : γ’ = 0.899 g/cm3 - Lực dính đơn vò : c = 0.076 kg/cm2 - Góc ma sát : φ = 13o Lớp đất số 3: Sét pha cát lẫn sỏi sạn leterit màu nâu đỏ/ nâu vàng xám trắng có độ dẻo trung bình trạng thái mềm có bề dày HK1=HK2=1.1m với tính chất đặc trưng lýýsau : - Độ ẩm : W = 22.0% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.936 g/cm3 - Dung trọng đẩy : γ’ = 0.996 g/cm3 - Lực dính đơn vò : c = 0.185 kg/cm2 - Góc ma sát : φ = 16o30’ Lớp đất số 4: Sét pha cát màu xám trắng vân nâu vàng nhạt đốm nâu đỏ có độ dẻo trung bình trạng thái dẻo cứng có bề dày HK1=6.3m,HK2=4.2m với tính chất lý đặc trưng sau: - Độ ẩm : W = 23.3% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.916 g/cm3 - Dung trọng đẩy : γ’ = 0.974 g/cm3 - Sức chòu nén đơn : Qu = 1.566 kg/cm2 - Lực dính đơn vò : c = 0.197 kg/cm2 - Góc ma sát : φ = 14o30’ Lớp đất số 5: Cát mòn vừa lẫn bột sỏi sạn nhỏ màu nâu vàng nhạt đến nâu đỏ nhạt vân xám trắng trạng thái chặt gồm lớp : * Lớp5a: Trạng thái chặt vừa có bề dày HK1 = 7.7m, HK2 = 9.8m với tính chất đặc trưng lý sau : - Độ ẩm : W = 25.5% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.880 g/cm3 - Dung trọng đẩy : γ’ = 0.936 g/cm3 GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 102 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC - Lực dính đơn vò : c = 0.022 kg/cm2 - Góc ma sát : φ = 27o15’ * Lớp5b: Trạng thái chặt vừa có bề dày HK1=17.8, HK2=17.6m với tính chất lý đặc trưng sau : - Độ ẩm : W = 21.7% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.933g/cm3 - Dung trọng đẩy : γ’ = 0.992 g/cm3 - Lực dính đơn vò : c = 0.029 kg/cm2 - Góc ma sát : φ = 29o15’ Trong phạm vi khảo sát đòa tầng khu vực chấm dứt III TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN : Tại thời điểm khảo sát, mực nước ngầm ổn đònh ghi nhận độ sâu HK2= -1.3m, ổn đònh độ sâu HK1= -1.4m, HK2= - 1.5m so với mặt đất hữu IV KẾT LUẬN : • Lớp đất số 1: bề mặt lớp đất đắp có bề dày HK1=0.9m, HK2=0.7m • Lớp đất số 2: bên lớp sét pha nhiều cát trắng trạng thái mềm lớp đất tương đối tốt • Lớp đất số 3: đến độ sâu 2,1m HK1 2,3m HK2 gặp lớp sét pha cát lẫn sỏi sạn laterit trạng thái nửa dẻo đến nửa cứng lớp đất tốt,sức chòu tải cao • Lớp đất số ,5: lớp sét pha cát trạng thái dẻo cứng (lớp 4) lớp cát trạng thái chặt vừa lớp đất tốt( lớp 5b) => tùy vào tải trọng công trình mà người thiết kế cần kết hợp với số liệu đòa chất hố khoan để tính toán,lựa chọn giải pháp cho an toàn thích hợp GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 103 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC B TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG: I XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC MÓNG: Từ bảng kết tổ hợp nội lực khung trục,chọn cặp nội lực dùng để tính móng ,cách làm sau: Tính ứng suất chân cột dựa theo cặp nội lực tổ hợp ,từ chọn cặp nội lực cho ứng suất lớn dùng cặp nội lực để tính cho móng σ max = N max M x M y + + F Wx Wy F = b × h; W= b × h2 ; (daN/m2 ); (m2) (m3) ;( Với cột : b =0,2 m, h = 0,25m) KHUNG TRỤC BỘ NỘI LỰC CỘT TRỤC A (0,20x0,25) TH TH TH Các cặp nội lực Nmax ( daN) Giá trò σ(daN/m2) -56464 1310080 Mxtư( daN.m) 978 Mytu( daN.m) -81 Ntư ( daN) -48129 Mxmax( daN.m) -1311 Mytu( daN.m) 299 Ntư ( daN) -50537 Mxtư( daN.m) 447 Mymax( daN.m) -675 Qxmax ( daN) 1047 Qymax ( daN ) -2122 GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 1388304 104 1239440 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CỘT TRỤC A’ (0,20x0,25) TH CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC -53054 Nmax ( daN ) Mxtư( daN.m) 434 Mytu( daN.m) -44962 Ntư ( daN) TH Mxmax( daN.m) -748 -45843 Ntư ( daN ) -473 Mxtư(daN.m) 1281072 Mymax(daN.m) CỘT TRỤC B (0,20x0,25) TH Qxmax (daN) 953 -1529 Qymax (daN) 1843 Nmax (daN) -45199 105 37206 Ntư (daN) 97 -37030 Ntư (daN) TH 30 Mxtư(daN.m) 893152 Mymax(daN.m) 753 Qxmax (daN ) 1009 Qymax (daN ) -1687 Nmax (daN) -45798 1021920 -722 Mxtư(daN.m) 31 Mytu(daN.m) TH 988896 928 Mxmax(daN.m) Mytu(daN.m) TH 772720 24 Mxtư(daN.m) Mytu(daN.m) TH 1573024 1475 Mytu( daN.m) TH 1196384 -471 Ntư (daN) -41868 CỘT GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 105 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC (0,20x0,25) -875 Mxmax(daN.m) 27 Mytu(daN.m) -39391 Ntư (daN) TH 1016256 -199 Mxtư(daN.m) Mymax(daN.m) 539 Qxmax ( daN ) -784 Qymax (daN) 986 913648 Căn vào tải trọng chân cột ta nhận thấy tải trọng cột A, A’ B, C gần ta lấy giá trò cột A’ để tính móng cho cột Tính toán kiểm tra thêm móng A-1, móng lại tính toán tương tự Mxtt (Tm) Móng -1.475 Móng -0.839 Myxtt (Tm) 0.748 0.814 tt (T) 44.962 25.394 tt x (T) 1.529 1.816 Qytt (T) -1.843 0.7 N Q N1 N2 M1 N3 M2 Q1 M3 Q2 Qy1 B Mx2 My1 C Mx3 My2 Qx2 x 3500 A' Mx1 z Q4 2400 A M4 Q3 3900 Qx1 N4 My3 Qx3 Qy2 Qy3 y Mx4 My4 Qx4 x Qy4 II CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG, VẬT LIỆU VÀ KÍCH THƯỚC CỌC : GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 106 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC 1/Chọn chiều sâu chôn móng : Dựa sở loại bỏ tải trọng ngang cân với áp lực đất bò động, ta có: ϕ H tt hm > 0,7.tg( 45 - ) γ B o Chọn: •B=1m • Htt = 2.843 T • Lớp đất số 2: φ = 13o, γ = 1,9 (T/m3), γđn = 0,899 (T/m3) ⇒ hm > 0,7.tg( 45o − 2.2,843 13o ) = 1,4 (m) 0,899.1 => chọn chiều sâu chôn móng 1,5m 2/Chọn vật liệu kích thước cọc : Dựa vào sơ đồ đòa chất ta thấy,lớp đất số lớp đất tốt,nhưng có bề dày mỏng(HK 2=4,2m),nên ta chọn cọc cắm xuống lớp 5a lớp đất tốt - Chọn cọc 30 x 30 cm, chiều dài cọc chọn 12m => chiều dài tính toán 11m - Thép dọc chọn 4φ14 CII - Chọn đoạn cọc neo vào đài 0.1m - Đáy đài cọc lớp BT đá 1x2, dày 100 - Đoạn thép neo vào đài cọc chọn 0.4m - Phần đầu cọc vát nhọn: 1,5d = 0,45 chọn Lvc = 0.5m - Diện tích cọc: Fc =30 30 = 900 cm2 - Dùng BT B20:  Cường độ chòu nén tính toán: Rb = 11.5 Mpa = 115 daN/cm2  Cường độ chòu kéo tính toán : Rbt = 0,9 Mpa = daN/cm2  Modun đàn hồi : Eb = 27 x 103 Mpa = 27 x 104 Mpa - Thép dọc CII:  Cường độ chòu nén tính toán: Rs = Rsc = 280 Mpa = 2800 daN/cm2  Modun đàn hồi : Eb = 2.1 x 106 daN/cm2 - Thép đai CI:  Cường độ chòu nén tính toán: Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 daN/cm2  Modun đàn hồi : Eb = 2.1 x 106 daN/cm2 III XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC : GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 107 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC 1/Sức chòu tải cọc theo cường độ vật liệu : p dụng công thức : PVL = K m (Rb Ac + Rs As) Trong : K : hệ số đồng vật liệu làm cọc, lấy K = 0,7 m : hệ số điều kiện làm việc lấy m = Ac : diện tích ngang cọc Ac =900 cm2 Ra : cường độ tính toán thép Ra =2800 daN /cm2 Fa : diện tích ngang cốt thép cọc Fa =6,16 cm2 => PVL = 0,7 1.(115 900 + 2800 6,16) = 84523 (daN) = 84,523 T 2/Sức chòu tải cọc theo tiêu lý đất : Sức chòu tải cho phép cọc đơn theo tiêu lí tính : Qa = Qtc K tc Trong : + Ktc hệ số an toàn lấy 1.4 + Qtc = m (mR qp Ap + u∑ mf ƒsi li) + m : Hệ số điều kiện làm việc cọc đất, lấy - mR ,mf : Hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc (tra bảng 3.18 sách móng thầy Châu Ngọc Ẩn) => mR = 1.1 ; mf =1 - qp : Cường độ chòu tải mũi cọc (tra bảng 3.19 sách móng thầy Châu Ngọc Ẩn) => qp = 250 T/m2 (cát mòn trung lẫn bụi độ sâu 12,5m) - Ap : Diện tích mũi cọc => Ap = (0,3 x 0,3) = 0,09 cm2 - u : Chu vi tiết diện ngang cọc = x 0.3 = 1.2 m - li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên cọc ( lớp ≤ 2m) • fsi : Cường độ chòu tải mặt bên cọc (tra bảng 3.20 sách móng thầy Châu Ngọc Ẩn) GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 108 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC Lớp đất (sét) (sét lẫn sỏi sạn leterit) (sét pha cát) 5a (Cát mòn ) ∑ Độ dày (m) Độ sệt fsi (T/m2) 0,94 0,36 1,2 1,2 Độ sâu Trung bình 1,5 1,1 1,1 2,65 0,34 3,25 1,5 1,6 1,6 1,6 1,2 1,3 6,3 3,95 5,5 7,1 8,7 10,1 11,35 0,35 3,55 3,7 3,9 4,6 4,7 2,5 / mf.fsi.li = [ 1,2 0,36 + 1,1 3,25 + 1,5 + 1,6.(3,55 + 3,7 + 3,9) + 1,2 4,6 + 1,3 4,7] = 37,997 (T/m) - Sức chòu tải tiêu chuẩn cọc ma sát : Qtc = m (mR qp Ap + u∑ mf ƒsi li) = 1.(1 250 0,09 + 1,2 37,997) = 68,1 (T) - Sức chòu tải cho phép cọc đơn theo tiêu lí : Qa = Qtc 68,1 = = 48,64(T ) K tc 1,4 Với : ktc = 1,4 hệ số an toàn (lấy theo tải tính toán) 3/Sức chòu tải cọc theo tiêu cườngù độ đất : Sức chòu tải cực hạn cọc : QU = QS + QP = Asfs + ApQp Trong : - Qs : sức chòu tải ma sát xung quanh cọc - Qp : sức chòu tải áp lực đất tác dụng lên mũi cọc Sức chòu tải cho phép cọc : Qa = QS / FSS + QP / FSP Trong : -Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên : FSS = GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 109 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC -Hệ số an toàn cho sức chống mũi cọc : FSP = 2,5 * Tính ma sát bên cọc: • QS = AS fS = u ∑fSi li Với: - u = 0,3 =1,2 m chu vi cọc - Ma sát tác dụng lên cọc : fSi = σv’ tgϕ a.(1 – sinϕ)+ ca Trong : - (1 – sinϕ ) hệ số áp lực ngang đất - σv’= ∑ γ i h i : ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng - ca: lực dính thân cọc đất - ϕ a: góc ma sát cọc Do cọc bêtông nên thông số cọc đất : ϕ a = ϕ , ca = c - Độ sâu z (m) lấy từ mặt đất tự nhiên - Dung trọng lớp đất đắp lớp : γ = 1.8 T/m³ , h= 0,9m - Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên : h = 1.5 m Ta có :  Tại lớp đất : ca = 0,76 T/m² , ϕ a = 13o,γ’ =0.899 T/m³, h3 = 1,2 m σv’ = ∑ γi’.hi = 1.8 x 0,9 + 0,889 x 1,2 = 2,6868 (T/m²) ⇒ fS1= tg13o(1 – sin 13o) x 2,6868 + 0,76= 1,24 (T/m² )  Tại lớp đất : ca = 1,85 T/m² , ϕ a = 16o30’,γ’ =0.996 T/m³, h3 = 1,1 m σv’ = ∑ γi’.hi = 2,6868 + 0.996 x 1,1 = 3,7824 (T/m²) ⇒ fS1= tg16o30’(1 – sin 16o30’) x 3,7824 + 1,85= 2,65 (T/m² )  Tại lớp đất : ca = 1.97 T/m² , ϕ a = 14o30’,γ’ =0.974 T/m³, h4 = 6,3 m σv’ = ∑ γi’.hi = 3,7824 + 0.967 x 6,3 = 9,931 (T/m²) ⇒ fS1= tg14o30’(1 – sin 14o30’) x 9,931+1,97= 3,89 (T/m² )  Tại lớp đất 5a : ca = 0,22 T/m² , ϕ a = 27o15’, γ’ =0.936 T/m³, h5 = 2,5 m σv’ = ∑ γi’.hi = 9,931 + 0.936 x 2,5 = 12,271(T/m²) ⇒ fS2 = tg 27o15’(1 – sin 27o15’) x 12,271 + 0.22= 3,426(T/m² ) ⇒ QS = 1,2 [ 1,24 1,2 + 2,65 1,1 + 3,89 6,3 + 3,426 2,5 ] = 44,97( T ) * Sức chòu tải đất mũi cọc: • Qp = AP qP GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 110 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC n n  ε − ε 2i S = ∑ S i = ∑  1i i i  + ε 1i   * hi  Bảng kết nén cố kết (lấy thí nghiệm nén cố kết lớp đất độ sâu cọc hồ sơ đòa chất công trình.Mẫu số 1-9 độ sâu 9,5 m-10 m) P(Kg/cm2) e - 0,25 0.771 0.25 - 0,5 0.755 ( Lớp hi ( m ) P1i T m 0,495 13,34 0,99 ) ( 0.5 – 0.735 ) 1–2 0.708 2–4 0.676 4–8 0.639 ε 1i ε 2i S i ( m) 21.105 0.721 0.706 0.004314352 13,805 20.665 0.72 0.708 0.006906977 1,485 14,27 19.72 0.7185 0.7112 0.006308118 1,98 14,73 18.42 0.7181 0.7126 0.006338397 2,475 15,19 18.195 0.7174 0.7139 0.005043962 2,97 15,665 17.95 0.7168 0.7142 0.004497903 3,465 16,12 17.88 0.7162 0.7149 0.002124694 ∑S GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH P2i T m i = 0.0313m 118 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC • Cách 2: p dụng công thức: β S= E ∑ ∆pi hi Theo tài liệu khảo sát đòa chất ta có: β = 0,6 E = 29,184kg / cm = 291,84T / m ; => S=  0, 6.0, 495 ( 21,105 − 13,34 ) + ( 20, 665 − 13,805 ) + ( 19, 72 − 14, 27 ) +   291,84  + ( 18, 42 − 14, 73 ) + ( 18,195 − 15,19 ) + ( 17,95 − 15, 665 ) + ( 17,88 − 16,12 )  S = 0,0313m = 3,13 (cm) c d h - 1.500 MNN Hm H SƠ ĐỒ TÍNH LÚN MÓNG M1 ?=?tb/4 5a - 12.00 13,11 8.03 a 13,57 14,04 GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 6.22 14,5 4.68 14,96 3.42 15,42 b 7,5 2.59 15,89 1.98 16,35 1.54 119 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC Theo TCXD 45 – 78 có Sgh = cm Vậy S =0.0313m= 3,13 cm < Sgh = cm Vậy thoả mãn điều kiện tính lún f Tính toán đài cọc : • Kiểm tra xuyên thủng đài cọc: - chiều cao hđ = 0,6m chọn - Chều cao làm việc đài h0 = 0,6 – 0,15 = 0,45m - Do dãy cọc nằm lăng thể chọc thủng đài cọc nên không cần kiểm tra điều kiện cột chọc thủng đài 45° h - 1.500 900 GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 120 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC - Cọc có khả xuyên thủng đài với phản lực đài cọc, ta tính toán với phản lực dầu cọc lớn chu vi xuyên thủng 4(b c + ho) Pcmax = 26.487 T Pcxt=0.75(bcọc+h0)4*h0*Rbt = 0.75*(0.3+0.45)*4*0.45*90 = 91.125(T) Ta thấy Pcmax < Pcxt ⇒thỏa điều kiện xuyên thủng từ lên →chiều cao đài móng chọn hợp lí • Tính cốt thép cho đài : 50 1500 50 x 50 900 600 y 50 350 MÓNG M1 ( 1500X600 ) Pmax + Thép theo phương cạnh dài : Pmax 350 Với : Pmax = 26.487 275 (T) Tổng moment M = Pmax 0,35 = 26.487 0,35 =9.27 (T.m) Diện tích tiết diện cốt thép : GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 121 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC M 9, 27.105 = = 8.175cm Fa1 = 0,9.h0 Rs 0,9.45.2800 => Chọn 4φ18 (As =10.18 cm2) + Thép theo phương cạnh ngắn : Do theo Phương cạnh ngắn cọc nên ta bố trí cốt thép theo cấu tạo => Chọn φ12a200 2/Tính Móng M2 : a/Tải trọng tác dụng: Tải trọng tính toán : tt N = 25.394 tt x M = 0.839 tt y M = 0.814 tt x Q = 1.816 Tải trọng tiêu chuẩn : tc (T) N = (Tm) tc x M = (Tm) tc y M = tc x (T) tt y Q = 0.7 Q = tt y (T) Q = N tt 1.15 M tt 1.15 M tt 1.15 Q tt 1.15 Q tt 1.15 ≈ 22.08 (T) ≈ 0.73 (Tm) ≈ 0,708 (Tm) = 1.579 = 0.609 (T) (T) b/ Xác đònh kích thước đài cọc số cọc : -Ta chọn khoảng cách cọc đài 3d áp lực tính toán phản lực đầu cọc tác dụng lên đế đài : Ptt = Pdn ( 3d ) 33,45 = ( 3x0,3) = 41,296 (T/m2 ) - Chọn diện tích sơ đài cọc 25,394 N tt Fđ = tt = 41, 296 − 2.1,5.1,1 = 0, 668m P − γ tb h.n Trong : Ntt : Lực dọc tính toán h : chiều sâu đặt đài n : Hệ số vượt tải 1,1 GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 122 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC γtb :Trọng lượng riêng trung bình đài cọc đất đài γtb = (T/m3 ) - Trọng lượng đài đất đài : Nđtt = n Fđ h γtb = 1,1 0,668 1,5 = 2,204 ( T ) - Lực dọc tính toán đế đài là: Ntt = Nott + Ndtt = 25,394 + 2,204 = 27,598 (T) - Ước tính số lượng cọc : nc = k N tt 27,598 = 1, = 0,99 P 33, 45 với k = – 1,5 chọn theo độ lớn giá trò mômen => chọn cọc bố trí hình vẽ: 600 50 600 300 200 50 50 50 250 MÓNG M2 ( 600X600 ) c Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : -Diện tích thực đế đài : Fđ = 0,6 0,6 = 0,36 (m2 ) Chọn hđ = 0,5 (m) - Trọng lượng tính toán đài đất đài : Nttđ = n Fđ h γtb = 1,1 0,36 1,5 = 1,188 Nmtt = Ntt + Nđtt (T ) = 25,394 + 1,188 = 26,582 (T ) - Moment tính toán xác đònh đáy đài : Mxtt =Mxtto + Q0ytt x hđ = 0,839 +0,7.0,5 = 1,747 (Tm ) Mytt =Mytto + Q0xtt x hđ = 0,814 + 1,816 0,5 =1,164 (Tm ) ⇒ Tải trọng lớn tác dụng lên hàng cọc biên : GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 123 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC tt max tt N m tt M y xmax M x ymax tt 26,582 + + = + + = 26,582(T ) = nc ∑ xi ∑ yi tt tt N mtt M y xmax M x ymax tt 29, 052 − − = − − = 26,582(T ) = 2 nc x y ∑ i ∑ i P P - Trọng lượng tính toán cọc : Pc = 1,1 0,3 0,3 2,5 11 = 2,72 (T) Ở : Pttmax = 26,582 + 2,72 = 29,302 (T) < P,đ = 33,45 (T) Như thoả mãn điều kiện áp lực lớn truyền xuống hàng cọc biên nhỏ sức chòu tải cho phép Pmin > nên không cần kiểm tra nhổ cọc d Kiểm tra ổn đònh khối móng quy ước mũi cọc : - Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc : ϕtb = ∑ ϕ itc li 130.1,2 + 16030.1,1 + 14030.6,3 + 27 015.2,5 = = 17 24' h 11 , ∑i - Góc mở : α= ϕtb 17 24 = = 21' 4 - Kích thước khối móng quy ước : +Bề rộng đáy móng khối quy ước : Bqum = B + H tgα = 0,3 + 11 tg(40 21’) = 1,97 ( m) Lqum = L + H tgα = 0,3 + 11 tg(40 21’) = 1,97 ( m) +Diện tích đáy móng khối quy ước : Fqum = 1,97 1,97 = 3,8809( m2) Trong : c d B,L : khoảng cách xa hai biên hai cọc xa h 350 H : chiều dài cọc tiếp xúc với đất Hm 100 150 - 1.500 H a=f tb/4 - 12.00 a GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH b Lm x Bm z 124 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC -Trọng lượng khối móng quy ước : + Thể tích đài cọc : Vđ = 0,5 0,6 0,6 + 0,09 11 = 1,17 (m3 ) + Thể tích trung bình đất khối móng quy ước : Vmtb = 3,8809 12 – 1,17 = 45,4 (m3 ) + Trọng lượng thể tích trung bình đất khối móng quy ước : γtb = 1.8 * 0,9 + 0.899 *1,2 + 0.996 *1,1 + 0.974 * 6,3 + 0.936 * 2,5 = 0.955(T / m ) 12 + Trọng lượng khối móng quy ước : Qm = (Fqư – n.d2).γTB.hc + Vđ γ = Vmtb γTB + Vđ γ = 45,4 0,955 + 1,17.2,5 = 46,282 (T) + Giá trò tiêu chuẩn lực dọc xác đònh đáy khối móng quy ước : Ntc = N0tc + Qm = 22,08 + 46,282 =68,362 (T) -Trọng lượng thể tích trung bình lớp đất từ mũi cọc trở lên : Q 46, 282 m γtb = F qu H = 3,8809.12 = 0, 994 (T/m3) m m - Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối quy ước : Rtc = m1.m2 [ ( A.bm γ dn + B.hm γ tb ) + D.C ] k Trong : k = : tiêu lý đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đất Tra bảng1.12 sách Nền Móng – GS.TS Châu Ngọc n : m1 = 1;m2 = Có ϕ = 27015 tra bảng 3-2 : A = 0.97 B = 4.72 D = 7.1 GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 125 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP Rtc = CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC 1.1 ( 0,97.1,97.0,974 + 4, 72.12.0,994 ) + 7,1.0, 22  = 55,5(T / m )  - Ứng suất trung bình thực tế đáy khối móng quy ước : N tc + Qm 22, 08 + 46, 282 σ tb = = = 17, 61(T / m ) < Rtc Fm 3,8809 - Ứng suất lớn mép khối móng quy ước : + Momen kháng uốn khối móng quy ước : W mx = W my = Lqu m B qu m = 1,97.1,97 = 1,274(m ) tc tc σ max = tc M N tc Mx + + my qu m F m W x W y + Momen tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước : Mxtc =Mxtco + Q0ytc Hm = 0,776 + 0,608 12 = 8.072 (Tm ) Mytc =Mytco + Q0xtc Hm = 0,708 + 1,579 12 = 19.656 (Tm ) 68,362 8, 072 19, 656 tc ⇒ σ max = 3,8809 + 1, 274 + 1, 274 = 39,37(T / m ) Vậy: σtcmax = 39,37 ( T/m2 )< 1,2 x Rtc = 1,2 55,5 (T/m2) Thoả mãn điều kiện lực đáy khối móng quy ước : - Ứng suất nhỏ : tc σ tc tc M N tc M = qu − mx − my F m W x W y tc σ = 68,362 8, 072 19, 656 − − = 4.15(T / m ) > 3,8809 1, 274 1, 274 => Hoàn toàn thoả mãn điều kiện e Kiểm tra lún móng cọc : • Cách 1: - Ta p dụng phương pháp cộng lún lớp để xác đònh độ lún móng cọc - Áp lực gây lún đáy khối móng quy ước : σgl = σtb - γtb x hm = 21,76 – 0,994 12 = 9,832 (T/m2 ) - Áp lực thân đáy khối móng quy ước : σbt = 2.1,5 + 0,899.0,6 + 0,974.6,3 + 0,996.1,1+ 0,936.2,5 = 13,11 (T/m2) Ta chia lớp đất đáy khối móng quy ước thành lớp GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 126 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC Bm 1,97 = = 0,495 (m) 4 Độ lún coi chấm dứt thoả mãn điều kiện : σbt > 10.σgl Kết tính lún thể sau : Trong : - ko : hệ số phụ thuộc vào l/b z/b tra bảng 2.4 trang 113 sách Cơ Học Đất tác giả Châu Ngọc Ẩn Điểm Độ sâu Z(m) Z Bm Lm Bm K0 σ zigl = K 0σ gl σ bt = σ bt + γz i (T/m2) (T/m2) 0 9.832 13,11 0,495 0,25 0,92 9.05 13,57 0,99 0,5 0,703 6.91 14,04 1,485 0,75 0,488 4.8 14,5 1,98 0,336 3.3 14,96 2,475 1,25 0,243 2.39 15,42 2,97 1,5 0,201 1.98 15.89 3,465 1,75 0,15 1.47 16.35 P1i = P2l = P1i + * ( δ bti −1+δ bti ) ; * ( δ zi −1 + δ zi ) Từ bảng tính giá trò ứng suất trên, cần tính lún điểm đủ GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 127 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC Tổng độ lún: n n  ε − ε 2i S = ∑ S i = ∑  1i i i  + ε 1i   * hi  Bảng kết nén cố kết (lấy thí nghiệm nén cố kết lớp đất độ sâu cọc hồ sơ đòa chất công trình.Mẫu số 1-9 độ sâu 9,5 m-10 m) P(Kg/cm2) e - 0,25 0.771 0.25 - 0,5 0.755 0.5 – 0.735 1–2 0.708 2–4 0.676 Lớp hi ( m ) P1i (T m ) P2i (T m ) ε 1i ε 2i Si ( m) 0,495 13,34 19,07 0.721 0.708 0.00373 0,99 13,805 18,84 0.7206 0.71 0.00309 1,485 14,27 17,968 0.720 0.7116 0.00425 1,98 14,73 17,289 0.7196 0.7128 0.0035 2,475 15,19 16,99 0.719 0.7142 0.00308 2,97 15,66 16,74 0.718 0.716 0.00241 3,465 16,12 16,52 0.7175 0.7175 0.001 ∑S GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH i = 4–8 0.639 0.021 m 128 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC • Cách 2: p dụng công thức: S= β ∑ ∆pi hi E Theo tài liệu khảo sát đòa chất ta có: β = 0,6 E = 29,184kg / cm = 291,84T / m ; ( 19, 07 − 13,34 ) + ( 18,84 − 13,805 ) + ( 17,968 − 14, 27 ) +   0, 6.0, 495   + ( 17, 289 − 14, 73) + ( 16,99 − 15,19 ) + (16, 74 − 15, 66) +  => S = 291,84    +(16,52 − 16,12)  S = 0,021m = 2,1 (cm) SƠ ĐỒ TÍNH LÚN MÓNG M1 c d - 1.500 MNN h H Hm a=f tb/4 5a - 12.00 13,11 6,21 a 5,173 13,57 14,04 14,5 b 4,366 3,03 14,96 2,087 15,42 1,51 Theo TCXD 45 – 78 có Sgh = cm Vậy S =0.021m= 2.1 cm < Sgh = cm Vậy thoả mãn điều kiện tính lún f Tính toán đài cọc : GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 129 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC • Kiểm tra xuyên thủng đài cọc: - chiều cao hđ = 0,5 m chọn - Chều cao làm việc đài h0 = 0,5 – 0,15 = 0,35m - Do cọc nằm lăng thể chọc thủng đài cọc nên không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng đài h 45° - 1.500 • Tính cốt thép cho đài : Vì đài có cọc nên cốt thép theo phương bố trí theo cấu tạo: => Chọn φ12a200 P IV KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỌC TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG : Khi thi công,cọc vận chuyển cẩu lắp nên phải kiểm tra khả chòu uốn cọc.Do điều kiện vân chuyển nên ta chia cọc làm đoạn để tiên vận chuyển Chọn vò trí đặt móc cẩu sau: P.a/g P a = 0,207.L = 0,207 = 1,242 (m) M =0,0214.q.L.L - sơ đồ chòu tải: + vận chuyển (sơ đồ 1): 0,207L GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH L - 2x2,07L 130 0,207L SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC + cẩu lắp (sơ đồ 2): P P.a/g P M = 0,034.q.L.L 0,294L 1/khi vận chuyển: (sơ đồ 1) - Trọng lượng thân cọc: p = 1,1 0,3 0,3 2,5 = 0,25 (T/m) - lấy gia tốc nâng vật a = m/s2 p 0,25 => g a = 9,81 = 0,13T / m Mômen lớn dối nhòp là: M g = M nh = 0,0214.q.L2 = 0,0214.(0,25 + 0,13).6 = 0,3T m Kiểm tra thép cọc ứng với M = 0,3 (T.m) an toàn lúc vận chuyển Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 3cm  ho = 27cm M 0,3.105 Fa = 0,9.R h = = 0,44 (cm2) 0,9.2800.27 s GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 131 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ĐỒ ÁN TỔNG HP CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MĨNG CỌC Vậy ta chọn φ14 có Fa = 6,16 cm2 ban đầu bảo đảm 2/khi vận chuyển: (sơ đồ 2) - Mômen lớn dối nhòp là: M g = M nh = 0,043.q.L2 = 0,043.(0,25 + 0,13).6 = 0,588T m - Kiểm tra thép cọc ứng với M = 0,588 (T.m) an toàn lúc cẩu lắp Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 3cm  ho = 27cm M 0,588.105 = 0,86 = (cm2) Fa = 0,9.R h = 0,9.2800.27 s Vậy ta chọn 4φ14 có Fa = 6,16 cm2 ban đầu bảo đảm 3/tính móc neo: Lực nhánh thép chòu trình cẩu cọc Diện tích thép yêu cầu Dùng thép ϕ14 làm móc cẩu *********** GVHD: ThS THÂN TẤN THỊNH 132 SVTH : ĐẶNG THÀNH LONG ... 0,4 95 0, 25 0,943 7 .5 13 ,57 0,99 0 ,5 0,774 6.22 14,04 1,4 85 0, 75 0 ,58 3 4.68 14 ,5 1,98 0,426 3.42 14,96 2,4 75 1, 25 0,322 2 .59 15, 42 2,97 1 ,5 0,246 1.98 15, 89 3,4 65 1, 75 0,192 1 .54 16, 35 1, 457 P1i... 13,11 0,4 95 0, 25 0,92 9. 05 13 ,57 0,99 0 ,5 0,703 6.91 14,04 1,4 85 0, 75 0,488 4.8 14 ,5 1,98 0,336 3.3 14,96 2,4 75 1, 25 0,243 2.39 15, 42 2,97 1 ,5 0,201 1.98 15. 89 3,4 65 1, 75 0, 15 1.47 16. 35 P1i =... 0,34 3, 25 1 ,5 1,6 1,6 1,6 1,2 1,3 6,3 3, 95 5 ,5 7,1 8,7 10,1 11, 35 0, 35 3 ,55 3,7 3,9 4,6 4,7 2 ,5 / mf.fsi.li = [ 1,2 0,36 + 1,1 3, 25 + 1 ,5 + 1,6.(3 ,55 + 3,7 + 3,9) + 1,2 4,6 + 1,3 4,7] = 37,997