Đề tài Chung cư A 4 Phan Xích Long

a = 2700 (kg/cm2). 2.chọn chiều dày và kích thước cọc. - Chọn cọc 25x25 cm ,chiều dài cọc 8 m , sử dụng thép 4F16 - Chiều sâu chôn móng so với mặt đất thiên nhiên: hm =2m - Trong đó chiều cao đài chọn sơ bộ là hđ = 0.6m. II – XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC. 1.Khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu: Pvl = j ( Rn.FP + Ra.Fa ) Trong đó : j : hệ số uốn dọc Rn : cường độ chịu nén của bêtông (T/m2) . FP : diện tích tiết diện ngang của cọc (m2) . Ra : cường độ chịu kéo của thép dọc trong cọc (T/m2) . Fa : diện tích cốt thép dọc trong cọc (m2) . Xác định j : Vì cọc ngàm vào đài và mũi cọc cắm vào lớp sét nên ta có thể xem sơ đồ tính cọc là 2 đầu ngàm ® n = 0.5 . Chiều dài tính toán của cọc : lo = n.l = 0.5´ 16 = 8 (m). Hệ số độ mảnh : l = l0/b=32 ; Công thức thực nghiệm: j = 1.028-0.0000288 l2 -0.0016l ® j = 0.96 Vậy : QaVL = 0.96 (110 ´ 25x25 + 2700 ´ 4´ 1.54 )= 82( T ) . 2.Khả năng chịu tải của cọc theo đất nền: - Xác định sức chịu tải của cọc theo điều kiện của đất nền, theo TCXD 205-1998. Qa = Trong đó: ktc là hệ số độ tin cậy được lấy như sau: ktc =1.4 Qtc =m(mR.qp.Ap + u.åmfi.fsi.li) qp: cường độ tính toán chịu tải của đất ở mũi cọc. - fsi: cường độ tính toán của lớp thứ i theo mặt xung quanh cọc. - m: là hệ số làm việc của cọc trong đất lấy m =0.8 - mR, mfi : các hệ số làm việc của đất lần lượt ở mũi cọc và mặt bên của cọc có kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất. - li: chiều dài của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc. - Ap , u: tiết diện và chu vi cọc. - Ta có: mR = 1 mfi = 0.9(lấy chung cho các lớp đất) u = 0.25x4 =1m. Ap = 0.25x0.25 = 0.0625m2 - Với độ sâu cọc cắm vào lớp đất thứ 3 là lớp sét pha trạng thái dẻo cứng. H = 17m - Tra bảng theo TCXD 205-1998 có qp = 290 T/m2 - Để tính fs ta chia đất thành từng lớp với chiều dày li ≤ 2m.kết quả tính tốn dược lập thành bảng sau: Lớp đất Độ sâu fsi(T/m2) li(m) u.mfi.fsi.li(T) 2 z1 3 1.6 2 2.88 z2 5 1.8 2 3.24 z3 7 1.9 2 3.42 z4 9 1.9 2 3.42 z5 11 1.9 2 3.42 z6 12.5 2 1 1.8 3 z7 14 3.3 2 5.94 Z8 16 3.6 2 6.48 u.åmfi.fsi.li 30.6 Qtc =m(mR.qp.Ap + u.åmfi.fsi.li) =1 x(1x290x0.0625+30.6)=48.73 (T) Min( Pvl; Qtc)= Qtc=48.73T Vậy: Qa = = = 34.8 T - Kiểm tra chiều sâu chôn móng: - chọn chiều sâu chôn móng là hm=2 m so với mặt đất tự nhiên - Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp(chọn móng có tải trọng ngang lớn nhất để kiểm t): Chọn sơ bộ bề rộng đài B=2 m m Þ hm = 2m ³ 0,7hmin Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp. III – THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 2. Bảng kết quả nội lực tại chân côt khung trục 2 như sau: Tên Cột 2A 2B 2C Nmax( T ) 172.25 165.83 191.21 Mxtu(T.M) 12.437 15.22 15.626 Mytu(T.M) 4.472 2.92 0.246 Fxtu( T ) 1.61 1.2 -0.16 Fytu( T ) 3.49 4.88 4.8 Mặt bằng móng cọc ép: A - THIẾT KẾ MÓNG M1 1. Xác định số lượng cọc: - Số lượng cọc sơ bộ : * nM1 = = =5.7(cọc) - Ta chọn số lượng cọc trong đài là nM1= 8 cọc. Khoảng cách giữa các tim cọc là 3.d = 0.75 m. - Kích thước móng được chọn theo thực tế là: 2mx2m = 4 m2 Qđ = n.Fđ.gtb.hm = 1.1x4x1.2x2 = 10.56T 2.Xác định chiều cao của đài cọc: - Chọn chiều dài cọc ngàm vào đài: h1 =0.1m - Chiều cao của đài cọc là : Hđ = 1 m Chọn sơ bộ h0 = Hđ – h1 = 1-0.1 = 0.9m - Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc. Ta vẽ tháp chọc thủng thấy tháp bao phủ các cọc nên đài cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng như hình vẽ sau : MẶT BẰNG MÓNG M1 3.Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc: Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức : Trong đó : Ntt :( bao gồm tải trọng tính toán truyền xuống móng và trọng lượng của đài và đất nằm trên đài) Nc : số lượng cọc trong đài. -,:moment xoay quoanh trục x và trục y.(Xem lực ngang cân bằng với áp lực bị động của đất nên Moment không đổi) Nội lực móng M1 do cột truyền xuống: Tải tính toán Tải tiêu chuẩn Ntt(T) Mxtt(T.m) Mytt(T.m) Ntc(T) Mxtc(T.m) Mytc(T.m) 198.1 14.3 5.14 172.25 12.437 4.472 Tổng tải trọng N tác dụng xuống móng: Ntt = 198.1+ 10.56 = 208.66T Ptb= =26.1T Tọa độ xmax và ymax : ymax=0.75m xmax=0.75m Tổng xi2 và yi2 : ==6 x0.752=3.375m2 Vậy tải trọng do công trình tác dụng lên đầu cọc : Pmax =30.4 T Pmin =21.76 T Ta thấy : Pmax =30.4 T < Qa = 34.8 T Pmin =21.76 T > 0 : cọc chỉ chịu nén , không cần kiểm tra nhổ . Kiểm tra sức chịu tải của cọc làm việc trong nhóm Điều kiện kiểm tra:Pnh>N0tt +Nđtt Theo công thức FIELD: Hệ số nhóm: E=0.75 Pnh=E(n.m)P=0.75x8x34.8=208.8T>Ntt = 198.1+ 10.56 = 208.66T(thỏa) 4.Kiểm tra ổn định của nền nằm dưới móng khối quy ước. a.Tính Toán móng khối qui ước: - Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của khối móng quy ước, trong đó. + Góc ma sát trong trung bình: jtb = Trong đó: hi : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua ji : góc ma sát trong của lớp đất thứ i Lớp 2: j = 100 ; h1 = 11m Lớp 3: j = 130 ; h2 = 4m jtb = = 10.80 = 0 ; tg= tg2.70 = 0.047 + Chiều dài của đáy móng khối quy ước: Lm = L’ + 2.Lc.tg +0.3 Lm = 1.5 + 2x15x0.047 + 0.25 = 3.16m +Chiều rộng của đáy móng khối quy ước: Bm = B’ + 2.Lc.tg +0.3 Bm = 1.5 + 2x15x0.047 + 0.25= 3.16m Diện tích đáy móng khối quy ước: Fm = 3.16x3.16=9.98m2 + Xác định trọng lượng móng khối quy ước: -Trọng lượng đất, bê tông từ đáy đài trở lên: = .hm. =9.98x 2 x 1.2 =23.97 T -Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống mũi cọc. ( x h2 + x h3).Fm = = (0.913 x 11 + 0.97 x 4) x9.98= 138.95 T Vậy tổng trọng lượng của khối móng quy ước là: =23.97+138.95 = 162.92T b.Tải trọng tại mũi cọc: Độ lệch tâm : ; Độ lệch tâm quá nhỏ không cần tính c.Áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng khối qui ước: - Cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc: Công thức: ( A.Bmg +B.Hmg’ +3.DC ) + A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc. + gtb : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước. + g : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên, lấy với = 0.97 T/m3. + g’ : Dung trọng trung bình của đất từ đáy móng khối quy ước trở lên. g’ = = 0.926 T/m3 + Lấy ktc = 1 (hệ số độ tin cậy, tiến hành khoan khảo sát ở hiện trường) m1 = 1.2; m2 = 1.05 (L/H = 2.94) (m1; m2: hệ số điều kiện làm việc của đất nền, và dạng kết cấu công trình tác động qua lại với nền đất). Hm = 17 m C = 0.236kg/cm2 =2.36T/m2 + Lớp đất dưới mũi cọc có jtc = 13.5o Þ A =0.27 ; B = 2.11 ; D =4.62 Vậy ( 0.27x3.16x0.97 +2.11x17x0.926 +3x4.62x2.36) Rmtc =84.1 T/m2 Þ Ta có < Rtcm =84.1 T/m2 , Vậy đất nền dưới đáy móng đủ sức chịu lực. 5. Tính lún: -Theo quy phạm Việt Nam, độ lún của móng cọc được tính cho lớp đất dưới mũi cọc (tức đáy móng khối quy ước). -Theo TCXD 45-78 giới hạn chịu lún ở độ sâu tại đó có -Dùng phương pháp cộng lún từng lớp: S = , si = -Tính lún dưới đáy móng khối quy ước: Lm = 3.16 m; Bm = 3.16m. -Aùp lực bản thân tại mũi cọc: = = 0.913x11+4x0.97=13.92 T/m2 -Aùp lực gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối quy ước: = = 33.58 -13. 92 = 19.66 T/m2 -Tại giữa mỗi lớp đất ta xác định các trị số: = : Aùp lực bản thân. ko x po : Aùp lực gây lún. -Trị số k0 tra bảng ứng với 2z/B và tỷ số L/B = 3.16/3.16=1 (z tính từ đáy móng khối quy ước) -Chia nền đất dưới mũi cọc thành các lớp đất có chiều dày: hi = -Chia nền thành các lớp đất dày 0.632 m, ta lập bảng tính như sau: STT Độ sâu Z(m) 2z/B k0 sgl((T/m2) sbt(T/m2) 0.2*sbt 0 0 0 1 19.66 13.92 2.78 1 0.632 0.40 0.96 18.87 14.53 2.91 2 1.264 0.80 0.8 15.73 15.76 3.15 3 1.896 1.20 0.606 11.91 17.60 3.52 4 2.528 1.60 0.449 8.83 20.05 4.01 5 3.16 2.00 0.336 6.61 23.12 4.62 6 3.792 2.40 0.257 5.05 26.79 5.36 Þ Từ kết quả ở bảng trên ta thấy ở điểm số 6, z=3.79 m dưới đáy móng khối qui ước ,giới hạn nền lấy ở điểm số 6. -Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp : -Modun biến dạng của lớp đất thứ 2 được thống kê trong xử lý địa chất : E = 2500T/m2 ; = 0.8 -Tính lún theo công thức: S = = Þ Như vậy S = 1.5cm ≤ {Sgh} = 8 cm (Thỏa điều kiện biến dạng) Sơ đồ phân bố ứng suất bản thân và gây lún mĩng M1. 6.Tính toán cọc chịu tải trọng ngang: Khi tính toán cọc chịu tác dụng của tải trọng ngang, đất xung quanh cọc được xem như môi trường đàn hồi biến dạng tuyến tính đặc trưng bằng hệ số nền Cz(kG/cm2) được xác định như sau( theo TCVN 205-1998 Phụ lục G): Cz=K.z Trong đó K là hệ số tỉ lệphụ thuộc vào loại đất xung quanh cọc được lấy theo bảng G1 Phụ lục G TCVN205-1998. z: độ sâu của vị trí tiết diện cọc(m) kể từ đáy đài. a.Kiểm tra chuyển vị ngang và góc xoay trong giới hạn cho phép: - Điều kiện kiểm tra Dn ≤Sgh; y ≤ ygh Lực tác dụng ngang lên đầu mỗi cọc: Qxi= Qyi= Momen tác dụng lên mỗi đầu cọc: Mxi=+Qxi.hd=+0.23x1=0.8725T.m Myi=+Qyi.hd=+0.25x1=2.04T.m Tất cả các tính toán được thực hiện theo chiều sâu tính đổi của tiết diện cọc trong đất ze và chiều sâu tính đổi hạ cọc trong đấtlz ze=αbd.z le= αbd.l Trong đó: z,l : chiều sâu thực tế vị trí tiết diện cọc trong đất và chiều sâu hạ cọc thực tế trong đất tính từ đấy đài. αbd: hệ số biến dạng, αbd= K: hệ số tỉ lệ(T/m4) tra bảng K=800T/m4 I: momen quán tính tiết diệïn ngang của cọc I==0.33x10-3m4 bc: bề rộng qui ước của cọc vì d bc=1.5d+0.5=0.875m => αbd==0.967m-1 => le=0.967x15=14.5m Tra bảng: A0=2.441; B0=1.621; C0=1.751 =2.2x10-3 m/T =1.2x10-31/T =0.92x10-31/Tm Chuyển vị ngang và góc xoay tại đáy đài; yox=Qxi.dHH+Mxi.dHM=0.23x2.2x10-3+0.87x1.2x10-3=1.55x10-3m yoy=Qyi.dHH+Myi.dHM=0.5x2.2x10-3+2.04x1.2x10-3=3.55x10-3m yox=Qxi.dMH+Mxi.dMM=0.23x1.2x10-3+0.87x0.92x10-3=1.07x10-3m yox=Qyi.dMH+Myi.dMM=0.5x1.2x10-3+2.04x0.92x10-3=1.99x10-3m y0 <=1cm yo <=0.002rad Thoả điều kiện chuyển vị ngang. 7.Tính thép cho móng M1. a.Sơ đồ tính : Xem đài cọc như một dầm công xôn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc : Moment tại ngàm xác định theo công thức : Trong đó : n là số lượng cọc trong phạm vi côngxôn PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục Diện tích cốt thép tính theo công thức : Trong đó : M : là moment tại tiết diện đang xét . ho : là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó . Ra : cường độ tính toán của thép . b.Tính toán cốt thép : Chiều cao đài Hđ =1 m ; h0 = 1-0.1 =0.9m - Moment theo phương I-I MI-I = (P3+P2+P1)x r Trong đó : Để thiên về an toàn ta lấy P3=P2=P3=Pmax=30.4T r =0.5m MI-I = 30.4x3x0.5 = 45.6Tm -Moment theo phương II-II: MII-II = (P3+P5+P8)x r MII-II = 30.4x3x0.575 = 52.44Tm - Diện tích cốt thép: FaI==20.85cm2 chọn 1414a150 Fa=21.55cm2 FaII==23.98cm2 chọn 1614a130 Fa=24.62cm2 B.THIẾT KẾ MÓNG M2. 1. Xác định số lượng cọc: - Số lượng cọc sơ bộ : nM2 = = (cọc) - Ta chọn số lượng cọc trong đài là nM1= 8 cọc. Khoảng cách giữa các tim cọc là 3.d = 0.75 m. - Kích thước móng được chọn theo thực tế là: 2mx2m = 4 m2 Qđ = n.Fđ.gtb.hm = 1.1x4x1.2x2 = 10.56T 2.Xác định chiều cao của đài cọc: - Chọn chiều dài cọc ngàm vào đài: h1 =0.1m - Chiều cao của đài cọc là : Hđ = 1 m Chọn sơ bộ h0 = Hđ – h1 = 1-0.1 = 0.9m - Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc. Ta vẽ tháp chọc thủng thấy tháp bao phủ các cọc nên đài cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng như hình vẽ sau : MẶT BẰNG MÓNG M2 3.Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc: Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức : Trong đó : Ntt :( bao gồm tải trọng tính toán truyền xuống móng và trọng lượng của đài và đất nằm trên đài) Nc : số lượng cọc trong đài. -,:moment xoay quoanh trục x và trục Y.(Xem lực ngang cân bằng với áp lực bị động của đất nên Moment không đổi) Nội lực móng M2 do cột truyền xuống: Tải tính toán Tải tiêu chuẩn Ntt(T) Mxtt(T.m) Mytt(T.m) Ntc(T) Mxtc(T.m) Mytc(T.m) 190 17.5 3.358 165.83 15.22 2.92 Tổng tải trọng N tác dụng xuống móng: Ntt = 190+ 10.56 = 200.56T Ptb= =25.07T Tọa độ xmax và ymax : ymax=0.75m xmax=0.75m Tổng xi2 và yi2 : ==6 x0.752=3.375m2 Vậy tải trọng do công trình tác dụng lên đầu cọc : Pmax =29.7 T Pmin =20.43 T Ta thấy : Pmax =29.7 T < Qđn = 34.8 T Pmin =20.43 T > 0 : cọc chỉ chịu nén , không cần kiểm tra nhổ . 4.Kiểm tra ổn định của nền nằm dưới móng khối quy ước. a.Tính Toán móng khối qui ước: - Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của khối móng quy ước, trong đó. + Góc ma sát trong trung bình: jtb = Trong đó: hi : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua ji : góc ma sát trong của lớp đất thứ i Lớp 2: j = 100 ; h1 = 11m Lớp 3: j = 130 ; h2 = 4m jtb = = 10.80 = 0 ; tg= tg2.70 = 0.047 + Chiều dài của đáy móng khối quy ước: Lm = L’ + 2.Lc.tg +0.3 Lm = 1.5 + 2x15x0.047 + 0.25 = 3.16m +Chiều rộng của đáy móng khối quy ước: Bm = B’ + 2.Lc.tg +0.3 Bm = 1.5 + 2x15x0.047 + 0.25= 3.16m Diện tích đáy móng khối quy ước: Fm = 3.16x3.16=9.98m2 + Xác định trọng lượng móng khối quy ước: -Trọng lượng đất, bê tông từ đáy đài trở lên: = .hm. =9.98x 2 x 1.2 =23.97 T -Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống mũi cọc. ( x h2 + x h3).Fm = = (0.913 x 11 + 0.97 x 4) x9.98= 138.95 T Vậy tổng trọng lượng của khối móng quy ước là: =23.97+138.95 = 162.92T b.Tải trọng tại mũi cọc: Độ lệch tâm : ; Độ lệch tâm quá nhỏ không cần tính c.Áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng khối qui ước: - Cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc: Công thức: ( A.Bmg +B.Hmg’ +3.DC ) + A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc. + gtb : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước. + g : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên, lấy với = 0.97 T/m3. + g’ : Dung trọng trung bình của đất từ đáy móng khối quy ước trở lên. g’ = = 0.926 T/m3 + Lấy ktc = 1 (hệ số độ tin cậy, tiến hành khoan khảo sát ở hiện trường) m1 = 1.2; m2 = 1.05 (L/H = 2.94) (m1; m2: hệ số điều kiện làm việc của đất nền, và dạng kết cấu công trình tác động qua lại với nền đất). Hm = 17 m C = 0.236kg/cm2 =2.36T/m2 + Lớp đất dưới mũi cọc có jtc = 13.5o Þ A =0.27 ; B = 2.11 ; D =4.62 Vậy ( 0.27x3.16x0.97 +2.11x17x0.926 +3x4.62x2.36) Rmtc =84.1 T/m2 Þ Ta có < Rtcm =84.1 T/m2 , Vậy đất nền dưới đáy móng đủ sức chịu lực. 5. Tính lún: -Theo quy phạm Việt Nam, độ lún của móng cọc được tính cho lớp đất dưới mũi cọc (tức đáy móng khối quy ước). -Theo TCXD 45-78 giới hạn chịu lún ở độ sâu tại đó có -Dùng phương pháp cộng lún từng lớp: S = , si = -Tính lún dưới đáy móng khối quy ước: Lm = 3.16 m; Bm = 3.16m. -Aùp lực bản thân tại mũi cọc: = = 0.913x11+4x0.97=13.92 T/m2 -Aùp lực gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối quy ước: = = 32.94-13. 92 = 19.02 T/m2 -Tại giữa mỗi lớp đất ta xác định các trị số: = : Aùp lực bản thân. ko x po : Aùp lực gây lún. -Trị số k0 tra bảng ứng với 2z/B và tỷ số L/B = 3.16/3.16=1 (z tính từ đáy móng khối quy ước) -Chia nền đất dưới mũi cọc thành các lớp đất có chiều dày: hi = -Chia nền thành các lớp đất dày 0.632 m, ta lập bảng tính như sau: STT Độ sâu Z(m) 2z/B k0 sgl((T/m2) sbt(T/m2) 0.2*sbt 0 0 0 1 19.02 13.92 2.78 1 0.632 0.40 0.96 18.26 14.53 2.91 2 1.264 0.80 0.8 15.22 15.76 3.15 3 1.896 1.20 0.606 11.53 17.60 3.52 4 2.528 1.60 0.449 8.54 20.05 4.01 5 3.16 2.00 0.336 6.39 23.12 4.62 6 3.792 2.40 0.257 4.89 26.79 5.36 Þ Từ kết quả ở bảng trên ta thấy ở điểm số 6, z=3.79 m dưới đáy móng khối qui ước ,giới hạn nền lấy ở điểm số 6. -Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp : -Modun biến dạng của lớp đất thứ 2 được thống kê trong xử lý địa chất : E = 2500T/m2 ; = 0.8 -Tính lún theo công thức: S = = Þ Như vậy S = 1.5cm ≤ {Sgh} = 8 cm (Thỏa điều kiện biến dạng) Sơ đồ phân bố ứng suất bản thân và gây lún mĩng M2. 6.Tính thép cho móng M2. a.Sơ đồ tính : Xem đài cọc như một dầm công xôn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc : Moment tại ngàm xác định theo công thức : Trong đó : n là số lượng cọc trong phạm vi côngxôn PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục Diện tích cốt thép tính theo công thức : Trong đó : M : là moment tại tiết diện đang xét . ho : là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó . Ra : cường độ tính toán của thép . b.Tính toán cốt thép : Chiều cao đài Hđ =1 m ; h0 = 1-0.1 =0.9m - Moment theo phương I-I MI-I = (P3+P2+P1)x r Trong đó : Để thiên về an toàn ta lấy P3=P2=P3= Pmax =29.7 T r =0.45m MI-I = 29.7x3x0.45 = 40.1Tm -Moment theo phương II-II: MII-II = (P3+P5+P8)x r MII-II = 29.7x3x0.575 = 51.23Tm - Diện tích cốt thép: FaI==18.33cm2 chọn 1414a150 Fa=21.55cm2 FaII==23.42cm2 chọn 1614a130 Fa=24.62cm2 C.THIẾT KẾ MÓNG M3. 1. Xác định số lượng cọc: - Số lượng cọc sơ bộ : nM2 = = (cọc) - Ta chọn số lượng cọc trong đài là nM1= 9 cọc. Khoảng cách giữa các tim cọc là 3.d = 0.75 m. - Kích thước móng được chọn theo thực tế là: 2mx2m = 4 m2 Qđ = n.Fđ.gtb.hm = 1.1x4x1.2x2 = 10.56T 2.Xác định chiều cao của đài cọc: - Chọn chiều dài cọc ngàm vào đài: h1 =0.1m - Chiều cao của đài cọc là : Hđ = 1 m Chọn sơ bộ h0 = Hđ – h1 = 1-0.1 = 0.9m - Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc. Ta vẽ tháp chọc thủng thấy tháp bao phủ các cọc nên đài cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng như hình vẽ sau : MẶT BẰNG MÓNG M3 3.Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc: Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức : Trong đó : Ntt :( bao gồm tải trọng tính toán truyền xuống móng và trọng lượng của đài và đất nằm trên đài) Nc : số lượng cọc trong đài. -,:moment xoay quoanh trục x và trục Y.(Xem lực ngang cân bằng với áp lực bị động của đất nên Moment không đổi) Nội lực móng M3 do cột truyền xuống: Tải tính toán Tải tiêu chuẩn Ntt(T) Mxtt(T.m) Mytt(T.m) Ntc(T) Mxtc(T.m) Mytc(T.m) 219.9 17.97 0.283 191.21 15.626 0.246 Tổng tải trọng N tác dụng xuống móng: Ntt = 219.9+ 10.56 = 230.46T Ptb= =25.6T Tọa độ xmax và ymax : ymax=0.75m xmax=0.75m Tổng xi2 và yi2 : ==6 x0.752=3.375m2 Vậy tải trọng do công trình tác dụng lên đầu cọc : Pmax =29.66 T Pmin =21.54 T Ta thấy : Pmax =29.66 T < Qđn = 34.8 T Pmin =21.54 T > 0 : cọc chỉ chịu nén , không cần kiểm tra nhổ . Kiểm tra sức chịu tải của cọc làm việc trong nhóm Điều kiện kiểm tra:Pnh>N0tt +Nđtt Theo công thức FIELD: Hệ số nhóm: E=0.72 Pnh=E(n.m)P=0.72x9x34.8=225.5T>Ntt = 198.1+ 10.56 = 208.66T(thỏa) 4.Kiểm tra ổn định của nền nằm dưới móng khối quy ước. a.Tính Toán móng khối qui ước: - Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của khối móng quy ước, trong đó. + Góc ma sát trong trung bình: jtb = Trong đó: hi : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua ji : góc ma sát trong của lớp đất thứ i Lớp 2: j = 100 ; h1 = 11m Lớp 3: j = 130 ; h2 = 4m jtb = = 10.80 = 0 ; tg= tg2.70 = 0.047 + Chiều dài của đáy móng khối quy ước: Lm = L’ + 2.Lc.tg +0.3 Lm = 1.5 + 2x15x0.047 + 0.25 = 3.16m +Chiều rộng của đáy móng khối quy ước: Bm = B’ + 2.Lc.tg +0.3 Bm = 1.5 + 2x15x0.047 + 0.25= 3.16m Diện tích đáy móng khối quy ước: Fm = 3.16x3.16=9.98m2 + Xác định trọng lượng móng khối quy ước: -Trọng lượng đất, bê tông từ đáy đài trở lên: = .hm. =9.98x 2 x 1.2 =23.97 T -Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống mũi cọc. ( x h2 + x h3).Fm = = (0.913 x 11 + 0.97 x 4) x9.98= 138.95 T Vậy tổng trọng lượng của khối móng quy ước là: =23.97+138.95 = 162.92T b.Tải trọng tại mũi cọc: Độ lệch tâm : ; Độ lệch tâm quá nhỏ không cần tính c.Áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng khối qui ước: - Cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc: Công thức: ( A.Bmg +B.Hmg’ +3.DC ) + A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc. + gtb : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước. + g : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên, lấy với = 0.97 T/m3. + g’ : Dung trọng trung bình của đất từ đáy móng khối quy ước trở lên. g’ = = 0.926 T/m3 + Lấy ktc = 1 (hệ số độ tin cậy, tiến hành khoan khảo sát ở hiện trường) m1 = 1.2; m2 = 1.05 (L/H = 2.94) (m1; m2: hệ số điều kiện làm việc của đất nền, và dạng kết cấu công trình tác động qua lại với nền đất). Hm = 17 m C = 0.236kg/cm2 =2.36T/m2 + Lớp đất dưới mũi cọc có jtc = 13.5o Þ A =0.27 ; B = 2.11 ; D =4.62 Vậy ( 0.27x3.16x0.97 +2.11x17x0.926 +3x4.62x2.36) Rmtc =84.1 T/m2 Þ Ta có < Rtcm =84.1 T/m2 , Vậy đất nền dưới đáy móng đủ sức chịu lực. 5. Tính lún: -Theo quy phạm Việt Nam, độ lún của móng cọc được tính cho lớp đất dưới mũi cọc (tức đáy móng khối quy ước). -Theo TCXD 45-78 giới hạn chịu lún ở độ sâu tại đó có -Dùng phương pháp cộng lún từng lớp: S = , si = -Tính lún dưới đáy móng khối quy ước: Lm = 3.16 m; Bm = 3.16m. -Aùp lực bản thân tại mũi cọc: = = 0.913x11+4x0.97=13.92 T/m2 -Aùp lực gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối quy ước: = = 35.48-13. 92 = 21.56 T/m2 -Tại giữa mỗi lớp đất ta xác định các trị số: = : Aùp lực bản thân. ko x po : Aùp lực gây lún. -Trị số k0 tra bảng ứng với 2z/B và tỷ số L/B = 3.16/3.16=1 (z tính từ đáy móng khối quy ước) -Chia nền đất dưới mũi cọc thành các lớp đất có chiều dày: hi = -Chia nền thành các lớp đất dày 0.632 m, ta lập bảng tính như sau: STT Độ sâu Z(m) 2z/B k0 sgl((T/m2) sbt(T/m2) 0.2*sbt 0 0 0 1 21.56 13.92 2.78 1 0.632 0.40 0.96 20.70 14.53 2.91 2 1.264 0.80 0.8 17.25 15.76 3.15 3 1.896 1.20 0.606 13.07 17.60 3.52 4 2.528 1.60 0.449 9.68 20.05 4.01 5 3.16 2.00 0.336 7.24 23.12 4.62 6 3.792 2.40 0.257 5.54 26.79 5.36 7 4.424 2.80 0.201 4.33 31.09 6.22 Þ Từ kết quả ở bảng trên ta thấy ở điểm số 7, z=4.424 m dưới đáy móng khối qui ước ,giới hạn nền lấy ở điểm số 7. -Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp : -Modun biến dạng của lớp đất thứ 2,3 được thống kê trong xử lý địa chất : E = 2500T/m2 ; = 0.8 -Tính lún theo công thức: S = = Þ Như vậy S = 1.7cm ≤ {Sgh} = 8 cm (Thỏa điều kiện biến dạng) Sơ đồ phân bố ứng suất bản thân và gây lún mĩng M3. 6.Tính thép cho móng M3. a.Sơ đồ tính : Xem đài cọc như một dầm công xôn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc : Moment tại ngàm xác định theo công thức : Trong đó : n là số lượng cọc trong phạm vi côngxôn PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục Diện tích cốt thép tính theo công thức : Trong đó : M : là moment tại tiết diện đang xét . ho : là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó . Ra : cường độ tính toán của thép . b.Tính toán cốt thép : Chiều cao đài Hđ =1 m ; h0 = 1-0.1 =0.9m - Moment theo phương I-I MI-I = (P3+P2+P1)x r Trong đó : Để thiên về an toàn ta lấy P3=P2=P3= Pma