Đề tài Thiết kế cao ốc southern cross sky view

ù j = 4.42o; hm ³ 0.7tg(450 - )= 0.7tg(450 - 2.210)= 1.96 m; Þ hm = 2.5m ³ hmin; Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp. III./ Xác định diện tích đài cọc và số lượng cọc 1./ Xác định số lượng cọc Để các cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau, có thể coi là cọc đơn, cọc được bố trí trong mặt bằng là a = 3d; Ta có công thức sau: Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài: Ptt = = 89.73 T/m²; Diện tích sơ bộ của đáy đài: Fsb = m²; Trong đó: - lực dọc tính toán xác định cốt đỉnh đài; h - độ sâu đặt đáy đài; n - hệ số vượt tải, lấy n = 1.1 - trị trung bình của trọng lượng riêng đài cọc & đất trên đài, = 2.2 T/m³; Þ Fsb = = 4.6 m²; Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài & đất: Nđđ = n ´ Fsb ´ gtb ´ h = 1.1 ´ 4.6 ´ 2.2 ´ 3 = 33.396 T; Số lượng cọc trong móng: nc = = = 5.63; Do chịu tải trọng lệch tâm nên: nttc = nc x 1.5 = 8.45 Vậy chọn số cọc cần thiết kế là 9 cọc. 2./ Xác định diện tích thực tế của đài cọc Diện tích thực tế của đài: F = l x b; l = 2.d + 2 x 1.3 (3.d) = 2.94 m; b = 8.d = 8 x 0.3 = 2.4 m; Þ diện tích của đài: F = b x l = 2.4 x 2.94 = 7.056 m²; IV./ Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc 1./ kiểm tra với tổ hợp chính Trọng lượng tính toán thực của đài & đất: Nđđ = n ´ Fd ´ gtb ´ h = 1.1 ´ 7.056 ´ 2.2 ´ 2.5 = 51.23 T; Lực dọc tính toán xác định đến đáy đài: Ntt = 375.703 + 51.23 = 426.933 T; Vì móng cọc chịu tải lệch tâm theo 2 phương, nên lực truyền xuống các cọc theo công thức: Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức: ; Trong đó: Ntt- tải trọng tính toán truyền xuống móng; nc - số lượng cọc trong móng; Mtty - momen tính toán theo với trục y; Mttx - momen tính toán theo với trục x; Ymax – khoảng cách từ tim cọc biên đến trục x; Xmax - khoảng cách từ tim cọc biên đến trục y; Tính toán các giá trị: Mttx = Mttx + Qtty. hm = 7.972 + 6.019 ´ 3 = 26.029 T.m; Mtty = Mtty + Qttx. hm = 3.719 + 4.285 ´ 3 = 16.574 T.m; xmax = 0.9 m; ymax = 1.17 m; Sxi2 = 6 x 0.9² = 4.86 m²; Syi2 = 6 x 1.17² = 8.21 m2; Momen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài: Þ ; Þ Ptt max = 54.222 T; Þ Ptt min = 40.666 T; Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = n ´ Fc ´ lc ´ gbt = 1.1 ´ 0.09 ´ 23 ´ 2.5 = 5.69 T; Vậy lực truyền xuống từng cọc là: P1tt = = 46.804 T; P2tt = = 50.513 T; P3tt = = 54.222 T; P4tt = = 43.735 T; P5tt = = 47.444 T; P6tt = = 51.153 T; P7tt = = 40.666 T; P8tt = = 44.375 T; P9tt = = 48.084 T; Kiểm tra lực truyền xuống coc theo điều kiện: Pttmax + Pc ≤ Qa; Þ Pttmax + Pc = 54.222 + 5.69 = 59.912 T ≤ Qa = 72.68 T; Như vậy thỏa mãn điều kiện lực truyền xuống cọc dãy biên và > 0, nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. 2./ kiểm tra với tổ hợp comb21 Nội lực tính toán truyền xuống móng M2 (COMB21): Ntt = -329.193 T; Mttx =-9.819 T.m; Mtty = 1.637 T.m; Qttx = -1.802 T; Qtty = -6.707 T; Tải trọng sàn tầng hầm truyền xuống móng: P = (0.688 + 0.6) x 12.075 = 15.553 T; Tải trọng tính toán: Ntto = - 329.193 - 15.553 = - 344.746 T; Mttox = - 9.819 T.m; Mttoy = 1.637 T.m; Qttox = - 1.802 T; Qttoy = - 6.707 T; Lực dọc tính toán xác định đến đáy đài: Ntt = 344.746 + 51.23 = 395.976 T; Tính toán tương tự như với tổ hợp chính, ta có: Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức: ; Mttx = Mttx + Qtty. hm = 9.819 + 6.707 ´ 3 = 29.94 T.m; Mtty = Mtty + Qttx. hm = 1.673 + 1.802 ´ 3 = 7.079 T.m; Þ ; Þ Ptt max = 49.575 T; Þ Ptt min = 38.419 T; Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = n ´ Fc ´ lc ´ gbt = 1.1 ´ 0.09 ´ 23 ´ 2.5 = 5.69 T; Kiểm tra lực truyền xuống coc theo điều kiện: Pttmax + Pc ≤ Qa; Þ Pttmax + Pc = 49.575 + 5.69 = 55.265 T ≤ Qa = 72.68 T; Như vậy thỏa mãn điều kiện lực truyền xuống cọc dãy biên và > 0, nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. 3./ kiểm tra với tổ hợp comb30 Nội lực tính toán truyền xuống móng M2 (COMB30): Ntt = - 336.629 T; Mttx = 5.429 T.m; Mtty = - 7.708 T.m; Qttx = - 5.392 T; Qtty = - 5.050 T; Tải trọng sàn tầng hầm truyền xuống móng: P = (0.688 + 0.6) x 12.075 = 15.553 T; Tải trọng tính toán: Ntto = - 336.629 - 15.553 = - 352.182 T; Mttox = 5.429 T.m; Mttoy = - 7.708 T.m; Qttox = - 5.392 T; Qttoy = - 5.050 T; Lực dọc tính toán xác định đến đáy đài: Ntt = 352.182 + 51.23 = 403.412 T; Tính toán tường tự như với tổ hợp chính, ta có: Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức: ; Mttx = Mttx + Qtty. hm = 5.429 + 5.050 ´ 3 = 20.579 T.m; Mtty = Mtty + Qttx. hm = 7.708 + 5.392 ´ 3 = 23.884 T.m; Þ ; Þ Ptt max = 52.18 T; Þ Ptt min = 37.468 T; Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = n ´ Fc ´ lc ´ gbt = 1.1 ´ 0.09 ´ 23 ´ 2.5 = 5.69 T; Kiểm tra lực truyền xuống coc theo điều kiện: Pttmax + Pc ≤ Qa; Þ Pttmax + Pc = 52.18 + 5.69 = 57.87 T ≤ Qa = 72.68 T; Như vậy thỏa mãn điều kiện lực truyền xuống cọc dãy biên và > 0, nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. V./ Kiểm tra theo điều kiện biến dạng 1./ Xác định kích thước móng quy ước Xác định jtb jtb = = 11.39o; Với ji - trị tính toán thứ hai của góc ma sát trong lớp đất thứ i có chiều dày mà cọc cắm qua. Góc truyền lực: ; Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: Fqư = Lm x Bm ; Với: Lm = a +2.lc.tga = 2 x 1.3 x 3 x 0.3 + 0.3 + 2 x 22.5 x tg2.85o = 4.88 m; Bm = b1 + 2.l.tga = 6 x 0.3 + 0.3 + 2 x 22.5 x tg2.85o = 4.34 m; Trong đó: a1,b1 là khoảng cách giữa 2 mép ngoài của 2 cọc biên theo phương l, b; lc: chiều dài cọc Þ Fqư = Lm x Bm = 4.88 x 4.34 = 21.18 m2; Chiều cao móng khối quy ước: Hm = 22.5 + 2.5= 25 m; 2/ Xác định trọng lượng thể tích đẩy nổi của các lớp đất Lớp bùn sét: T/m3; Lớp sét: T/m3; Lớp cát mịn: T/m3; 3/ Xác định khối lượng khối móng quy ước Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1 = Fm .gtb .hm = 21.18 ´ 2.2 ´ 2.5 = 116.49 T; Trọng lượng móng khối quy ước từ đáy đài trở xuống: Trọng lượng đất bùn sét 1 trong phạm vi từ đế đài đến đáy lớp bùn sét 1 (phải trừ đi phần thể tích đất bị cọc choán chổ): Q2 = (Fm.h1 – Fc.h1.nc).g1 = (21.18 x 8.5 – 0.09 x 8.5 x 9) x 0.578 = 105.378 T; Trọng lượng đất sét 2 trong phạm vi chiều dày lớp sét (phải trừ đi phần thể tích đất bị cọc choán chổ): Q3 = (Fm.h2 – Fc.h2.nc).g2 = (21.18 x 10 – 0.09 x 10 x 9) x 0.837 = 170.50 T; Trọng lượng đất cát mịn 3 trong phạm vi chiều dày lớp cát 3 (phải trừ đi phần thể tích đất bị cọc choán chổ): Q4 = (Fm.h3 – Fc.h3.nc).g3 = (21.18 x 4 – 0.09 x 4 x 9) x 0.928 = 75.61 T; Trọng lượng của cọc trong phạm vi tính từ đáy đài đến đáy khối móng quy ước: Qc = Fc.l.nc.gbt = 0.3 x 0.3 x 22,5 x 9 x 2.5 = 45.56 T; Þ Tổng trọng lượng khối móng quy ước: QM = Q1+Q2+Q3+Q4+Qc = 116.49 + 100.08 + 170.50 + 75.61 + 45.56; Þ QM = 513.538 T; 4./ Chuyển tải về trọng tâm I khối móng quy ước Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước: = 326.698 + 513.538 = 840.236 T; Moment tiêu chuẩn quanh trục Y đặt tại trọng tâm đáy khối quy ước: = 3.234 + 3.726 ´ 25 = 96.384 T.m; Moment tiêu chuẩn quanh trục X đặt tại trọng tâm đáy khối quy ước: = 6.932 + 5.234 ´ 25 = 137.782 T; Trị tiêu chuẩn lực xô ngang theo phương Y xác định đến đáy khối quy ước: = 5.234 T; Trị tiêu chuẩn lực xô ngang theo phương X xác định đến đáy khối quy ước: = 3.726 T; Độ lệch tâm ey = = m; ex = = m; Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối qui ước: ; =>= 53.99 T/m2; =>= 25.35 T/m2; => = 39.67 T/m2; 5/ Xác định áp lực tính toán ở đáy khối móng quy ước Xác định áp lực tiêu chuẩn của đất nền (Theo sách nền móng của T.S CHÂU NGỌC ẨN): = (1.1ABmg II + 1.1BHmg'II + 3DC II); Trong đó: m1, m2 – hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số điều kiện làm việc của công trình có tác dụng qua lại với nền; tra bảng 3 - 1, sách hướng dẫn đồ án nền móng; A, B, D - các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc (bảng3-2); gtb - trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước; gII - trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên; Trị số 1.1 – là kể đến sự tăng trọng lượng đất do ép cọc; Trị số 3 – là kể đến sự tăng lực dính; - lực dính đơn vị của đất tại mặt phẳng mũi cọc; - hệ số độ tin cậy, lấy = 1.0; vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất; - chiều sâu chôn móng khối quy ước; - dung trọng đất nền từ đáy khối móng trở lên, nếu có nhiều lớp đất, ta lấy trung bình gia quyền; Ta có: L/H = 1.03; tra bảng Þ m1 = 1.2; m2 = 1.3; Đầu cọc tựa lên lớp đất cát mịn: C= 0.0212 KG/cm² = 0.212 T/m²; j = 27.4o; tra bảng 3 – 2; Þ A = 0.932; B = 4.762; D = 7.238; g'II = = 0.734 T/m³; Thay các giá trị vào, ta có áp lực tính toán dưới đáy khối móng quy ước: Rtcm = 1.2x1.3(1.1x0.932x3.14x0.928+1.1x4.672x25x0.734 + 3x7.238x0.212) Þ Rtcm = 158.96 T/m2; So sánh điều kiện: = 53.99 T/m2 < 1,2.Rtcm = 1.2 x 158.96 = 190.752 T/m2; = 39.67 T/m2 < Rtcm = 158.96 T/m2; Như vậy điều kiện: < 1,2.Rtcm và < Rtcm được thỏa mãn. Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tải do cọc truyền xuống. Ta có thể tính toán độ lún của đất nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Trường hợp này đất nền từ chân cọc trở xuống có chiều dày lớn, đấy của khối móng quy ước có diện tích nhỏ nên ta dùng mô hình nền là nửa không gian biến dạng tuyến tính để tính toán. VI./ Kiểm tra lún Ứng suất bản thân tại các lớp đất: Tại vị trí đáy lớp đất bùn sét: = 11.5 x 0.578 = 6.647 T/m²; Tại vị trí đáy lớp đất sét: = 6.647 + 10 x 0.837 = 15.017 T/m²; Áp lực bản thân ở đáy khối móng quy ước: = 15.017 + 4 x 0.928 = 18.729 T/m²; Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước: = - = 39.67 – 18.729 = 20.941 T/m2; Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp phân tố hi bằng nhau; và hi ≤ BM/ 5 = 4.34/ 5 = 0.868 m; chọn hi = 0.80m; Bảng tính lún cho khối móng quy ước (hệ số Ko tra theo bảng 3-7) Điểm Độ sâu z (m) LM/BM 2z/BM Ko (T/m²) (T/m²) 0 0 1.124 0 1 20.941 18.729 1 0.8 1.124 0.369 0.968 20.271 19.286 2 1.6 1.124 0.737 0.842 17.632 19.843 3 2.4 1.124 1.106 0.678 14.198 20.400 4 3.2 1.124 1.475 0.527 11.036 20.957 5 4.0 1.124 1.843 0.408 8.544 21.514 6 4.8 1.124 2.212 0.319 6.680 22.071 7 5.6 1.124 2.581 0.253 5.298 22.628 8 6.2 1.124 2.857 0.214 4.481 23.185 = å gi.hi; = koi.; Giới hạn nền lấy đến điểm 8 ở độ sâu 6.2 m kể từ đáy móng quy ước: < 0.2 ; Độ lún của nền: S = ; Với: Ei – mođun biến dạng tổng quát của lớp phân tố thứ i có chiều dày hi, được tra từ bảng nén cố kết (theo độ sâu và áp lực dưới dáy móng qui ước). - ứng suất gây lún ở giữa lớp phân tố thứ i, bằng trung bình công của ứng suất gây lún tại nóc và đáy lớp phân tố đó. S=(+20.271+17.632+14.198+11.036+8.544+6.680+5.298+); Þ S = 0.0649 m = 6.49 cm < Sgh =8 cm; Vậy độ lún của khối móng quy ước thỏa. Trong phạm vi các móng thuộc dãy này, điều kiện địa chất của đất dưới các móng ít thay đổi, tải trọng căn bản giống nhau. Do vậy, độ lún lệch tương đối giữa các móng trong dãy này sẽ đảm bảo không vướt quá giưói hạn cho phép, còn độ lún lệch tương đối giữa các móng dãy này và các móng dãy khác sẽ kiểm tra khi thiết kế móng cho dãy khác. Vậy chọn kích thước đài cọc: b x l = 2.4 x 2.94 m là phù hợp, không cần phải tính lại. VII./ Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc 1./ 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: M =; Trong đó: n là số lượng cọc trong phạm vi công xôn; Pi - phản lực đầu cọc thứ i; rI - khoảng cách từ mặt ngàm đến trục i; Diện tích cốt thép tính theo công thức: ; Trong đó: M - moment tại tiết diện đang xét. ho - chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó . Ra - cường độ tính toán của thép. 2./ Tính toán cốt thép Số liệu tính toán: bêtông mác 300 Rn = 130 KG/cm2; thép CII Ra = 2600 KG/cm2; Lớp bê tông lót đá 4x6, mác 75, dày 10 cm; Chiều dài ngàm cọc vào đài chọn 15cm; Tiết diện cột: 70x70 cm; Chiều cao đài 1.2m; lớp bêtông bảo vệ 5 cm. Þ ho = 120 – 15 = 105 cm; Moment theo phương I-I: MI-I = r1.(P3+P6+P9) = 0.82 x (54.222 + 51.153 + 48.084) = 125.84 T.m; Diện tích cốt thép: Fa1 =51.22 cm2; Chọn 21Þ18 a115; Fachọn = 53.34 cm2; mỗi cây dài 2.84 m; Moment theo phương II-II: MII-II = r3.(P1+P2+P3) = 0.82 x (46.804+50.513+54.222) = 124.26 T.m; Diện tích cốt thép: Fa2 =50.57 cm2; Chọn 20Þ18a150; Fachọn = 50.9 cm2; mỗi cây dài 2.3 m; Tổng khối lượng bê tông trong móng: Phần cọc: a1 = 9 x (0.3 x 0.3) x 22.5 x 2500 = 45563 KG; Phần đài móng: a2 = 2.4 x 2.94 x 1.2 x 2500 = 21168 KG; Þ tổng khối lượng bê tông là: a = a1 + a2 = 66731 KG; VIII./ Kiểm tra điều kiện chống đâm thủng Vẽ tháp đâm thủng ta thấy đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài cọc không bị đâm thủng. B - PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC NHỒI B – I ./ GIỚI THIỆU CỌC KHOAN NHỒI Cọc nhồi là một loại móng sâu được thi công bằng cách đổ bê tông tươi vào một hố khoan trước đó và thi công bằng các phương pháp khác nhau tùy theo yêu cầu truyền tải của công trình. Trong những năm 80, ở nước ta đã sử dụng loại cọc khoan nhồi bằng phương pháp tạo lỗ thủ công để tạo nên cọc, cho đến nay đã sử dụng các thiết bị hiện đại để tạo lỗ và nhồi bêtông vào lỗ khoan theo các biện pháp và qui trình thi công khác nhau. Cọc khoan nhồi được sử dụng rộng rãi trong các ngành cầu đường, trong các công trình thủy lợi, trong những công trình dân dụng và công nghiệp. Đối với việc xây dựng nhà cao tầng ở các đô thị lớn trong điều kiện xây chen, khả năng áp dụng cọc khoan nhồi đã được phát triển và có những tiến bộ đáng kể. Những ưu, khuyết điểm của cọc khoan nhồi Những ưu điểm chính cần phát huy triệt để: Có khả năng chịu tải lớn. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể đạt đến hàng ngàn tấn. Không gây ra ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục được các nhược điểm của các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này. Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60 cm đến 250 cm hoặc lớn hơn. Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m. Trong điều kiện thi công cho phép, có thể mở rộng đáy hoặc mở rộng bên thân cọc với các hình dạng khác nhau như các nước phát triển đang thử nghiệm. Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thướng ít hơn so với cọc đóng (đối với cọc đài thấp). Có khả năng thi công cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ. Những nhược điểm chủ yếu: Giá thành phần nền móng thường cao hơn khi so sánh với các phương án móng cọc khác như cọc ép và cọc đóng. Theo tổng kết sơ bộ, đối với các công trình nhà cao tầng không lớn lắm (dưới 12 tầng), kinh phí xây dựng nền móng thường lớn hơn 2 - 2.5 lần khi so sánh với các cọc ép. Tuy nhiên, nếu số lượng tầng lớn hơn, tải trọng công trình đòi hỏi lớn hơn, lúc đó giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý. Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, để tránh các hiện tượng phân tầng (có lỗ hổng trong bê tông) khi thi công đổ bê tông dưới nước có áp, có dòng thấm lớn hoặc đi qua các lớp đấy yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, các loại cát nhỏ, cát bụi bão hoà thấm nước). Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông trong cọc thường phức tạp gây nhiều tốn kém trong quá trình thực thi. Việc khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lỗ khoan không bảo đảm và dễ bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc. Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ. Nếu đất nền có nhiều đá tảng, sỏi cuội thì đường kính cọc nhồi càng lớn càng tốt, như vậy sẽ giảm bớt khó khăn khi khoan tạo lỗ. Để thành hồ khoan không bị sập ttrong quá trình khoan, ta có thể sử dụng ống vách và dung dịch bentonite. Để có thể thi công được , bê tông dùng cho cọc nhồi thường có độ sụt lớn (160 ÷ 200)mm, và không có cốt liệu quá lớn. B – II./ TÍNH TOÁN MÓNG M1 I./ Xác định tải trọng truyền xuống móng m1 Bảng nội lực từ khung truyền xuống móng M1 Loại móng Trường hợp nội lực Tổ hợp Ntt (T) Mttx (T.m) Mtty (T.m) Qttx (T) Qtty (T) M1 Nmax; Mtuox; Mtuoy; Qtuox; Qtuoy; Comb42 -187.564 -2.079 -3.666 -3.032 2.184 IMmaxoxI; Mtuoy; Qtuox; Qtuoy; Ntu; Comb22 -180.417 -2.577 -4.183 -3.545 2.585 IMmaxoyI; Mtuox; Qtuox; Qtuoy; Ntu; Comb22 -180.417 -2.577 -4.183 -3.545 2.585 Ở tổ hợp 42, ta có Nmax là lớn nhất, nhưng không lớn hơn nhiều lắm so với các tổ hợp còn lại và moment theo 2 phương thì nhỏ hơn 2 tổ hợp kia, nên ta sẽ chọn tổ hợp 22 để tính toán cho móng, sau đó sẽ kiểm tra lại với tổ hợp 42; Vậy nội lực tính toán truyền xuống móng M1 (COMB22): Ntt = -180.417 T; Mttx = -2.577 T.m; Mtty = -4.183 T.m; Qttx = -3.545 T; Qtty = 2.585 T; Tính thêm tải trọng do tầng hầm truyền xuống móng: Chọn chiều dày sàn tầng hầm h = 25cm; Tĩnh tải trên sàn: g = 1.1 x 2.5 x 0.25 = 0.688 T/m²; Hoạt tải trên sàn: p = 1.2 x 0.5 = 0.6 T/m²; Diện tích chịu tải: S = 3.45 x 3.5 = 12.075 m²; Þ tải trọng sàn tầng hầm truyền xuống móng: P = (0.688 + 0.6) x 12.075 = 15.553 T; Tải trọng tính toán: Ntto = -180.417 - 15.553 = -195.97 T; Mttox = -2.577 T.m; Mttoy = -4.183 T.m; Qttox = -3.545 T; Qttoy = 2.585 T; Xác định nội lực tiêu chuẩn bằng cách lấy nội lực tính toàn chia cho hệ số vượt tải trung bình n = 1.15; Ntco = -170.409 T; Mtcox = -2.241 T.m; Mtcoy = -3.637 T.m; Qtcox = -3.083 T; Qtcoy = 2.248 T; II./ Chọn kích thước và vật liệu làm cọc 1./ chọn vật liệu Chọn cọc dài 27 m; đường kính 1.0 m; Vật liệu: Bêtông mác #300; Rn = 130 KG/cm2; Đoạn cọc chôn sâu vào đài 15cm. Lớp bê tông bảo vệ cốt thép chọn a = 7 cm; Dự kiến cốt thép dọc chịu lực loại CII; Ra=2600KG/cm2, Rc=3000kg/cm2; Đường kính cốt thép ³ 12mm và bố trí đều chu vi cọc, Dùng đai Þ8a200, đai xoắn liên tục. Theo quy phạm hàm lượng cốt thép trong cọc khoan nhồi m ³ 0,4¸0,65% (theo TCXD 205 : 1998 ); ta lấy mmin = 0.5%; => Diện tích cốt thép: Fa = x 0.5% = x 0.5% = 39.25 cm2; => Cốt thép trong cọc dùng 13Þ20 (Fa = 40.82cm2); 2./ Chiều sâu chôn móng Chọn chiều sâu chôn móng là hm = 2m so với cao độ tầng hầm, tức là ở độ sâu 4.7 m so với mặt đất tự nhiên. Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp: Đáy móng được đặt trên lớp bùn sét, có j = 4.42o; hm ³ 0.7tg(450 - )= 0.7tg(450 - 2.210)= 1.37 m; (b – bề rộng của đài); Dùng Qttmax để kiểm tra điều kiện cân bằng áp lực ngang đáy đài; Þ hm = 2m ³ hmin; Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp. III./ Xác định sức chịu tải của cọc 1./ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Sức chịu tải của cọc theo vật liệu được xác định theo công thức: (Tham khảo mục 4 TCXD 195 – 1997 thiết kế cọc khoan nhồi) QVL = RU ´ Fb + Ran ´ Fa Trong đó: RU - cường độ tính toán của bêtông cọc nhồi; R - mác bêtông; Vì thi công cọc dưới mực nước ngầm và trong dung dịch sét nên: RU = = 66.7 > 60 KG/cm2 Þ chọn RU = 60 KG/cm2; Ran - cường độ tính toán của thép; Ran = = 2000 KG/cm2 < 2200 KG/cm2; Rc - giới hạn chảy của thép; Fa = 50.27 cm2; Fb = = 7850 cm2; Vậy khả năng chịu tải theo vật liệu của cọc là: Qvl = 60 ´ 7850 + 2000 ´ 39.25 = 549500 KG = 549.5 T; 2 ./ Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền Ta có công thức xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền A7 phụ lục A TCXD 205-1998 có bổ sung thêm các hệ số m’,m’R và m’f; Qtcđ = m.m’.(mR.m’R.qp.Ap + uSmf.m’f.fi.li ) Xác định mR.m’R.qp.Ap: m - hệ số điều kiện làm việc; m=1; m’ - hệ số xét đến chất lượng của dung dịch Betonite; m’ = 0.9; mR - hệ số làm việc của đất dưới mủi cọc; mR =1; m’R - hệ số xét đến các yếu tố làm giảm khả năng chịu tải giới hạn R của đất nền ở ngay dưới chân cọc khoan nhồi; lấy m’R = 1; L = 27 m chiều dài cọc; dp - đường kính đáy cọc; dp =1.0 m; qp - cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc Vi dưới mũi cọc là đất cát nên qp xác định theo công thức sau: qp = 0.75b.(g’1.dp.Ak0 + a.g1.L.Bk0); Trong đó: j = 2704’; Tra bảng A.6 ta có:a = 0.58; b =0.279; Ak0 =18.64; Bk0 = 35.34; g'1 = = 0.778 T/m³; g’1 = 0.928 T/m³ - dung trọng đất nền ở mũi cọc; Þ qp = 0.75´0.279 ´ (0.928´0.785´18.64 + 0.58´0.778´27´35.34) = 201.436 T/m2; Diện tích tiết diện mũi cọc: Ap = = 7850 cm2 = 0.785 m2; Þ sức chịu tải cực hạn do mũi cọc: mR.m’R.qp.Ap = 1 x 1 x 201.436 x 0.785 = 158.127 T; Xác định u.åmf.m’f .fi li Chu vi cọc: u = p.D = 3.14 x 1.0 = 3.14 m; mf - hệ số ma sát của đất xung quanh cọc. Do đổ bê tông trong dung dịch đất sét bentonite nên mf =0.6; m’f - hệ số xét đến các yếu tố cơ bản làm giảm hệ số ma sát giới hạn ở xung quanh hông cọc nhồi, lấy m’f =0.8; fi - ma sát bên cọc; xác định bằng cách tra bảng phụ thuộc vào độ sâu trung bình của các phân lớp đất zi. Các lớp đất được chia thành các phân lớp có bề dày không quá 2m; Cọc xuyên qua các lớp đất có các phân lớp như sau. Các giá trị tra Bảng A.2 TCXD – 205 : 1998; Lớp đất zi li fi fi.li Bùn sét 4 2 0.8 1.6 6 2 0.8 1.6 8 2 0.8 1.6 10 2 0.8 1.6 11 1 0.8 0.8 Sét 13 2 2.76 5.52 15 2 2.80 5.6 17 2 2.88 5.76 19 2 2.96 5.92 21 2 3.04 6.08 Cát mịn 23 2 5.90 11.8 25 2 6.10 12.2 27 2 6.30 12.6 29 2 6.50 13.0 åfi.li = 85.68 Þ Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: u.åmf.fi.li = 3.14 x 0.6 x 85.68 = 161.421 T; Vậy sức chịu tải của cọc theo đất nền: Qtcđ = 1 ´ 0.9(158.127 + 161.421) = 287.592 T; Þ sức chịu tải của cọc theo đất nền dùng để tính toán: Qđ = T; Ta có: Qđ = 205.423 T < QVL = 549.50 T; do đó để đảm bảo thiết kế cọc an toàn, ta chọn trị số nhỏ hơn Qđ = 205.423 T để tính toán. 3./ Diện tích đài cọc và số lượng cọc Chọn khoảng cách giữa tim hai cọc là 3d = 3 m; Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc lên đáy đài: P = = = 22.825 T; Diện tích sơ bộ của đáy đài được xác định: Fsb = m²; Trọng lượng sơ bộ đài và đất phủ trên đài cọc: Nđđ = 1.1 ´ Fsb ´ gtb ´ h = 1.1 ´ 10.64 ´ 2.2 ´ 2 = 51.498 T; Số lượng cọc trong móng: nc = = 1.8 cọc; Þ chọn 2 cọc để bố trí cho móng. 4./ Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc a./ kiểm tra với tổ hợp chính Diện tích thực của đáy đài: Fđ = 4.5 1.5 = 6.75 m2; Trọng lượng tính toán thực của đài & đất: Nđđ = n ´ Fd ´ gtb ´ h = 1.1 ´ 6.75 ´ 2.2 ´ 2 = 32.67 T; Lực dọc tính toán xác định đến đáy đài: Ntt = 195.97 + 32.67 = 228.64 T; Vì móng cọc chịu tải lệch tâm theo 2 phương, nên lực truyền xuống các cọc theo công thức: Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức: ; Trong đó: Ntt- tải trọng tính toán truyền xuống móng; nc - số lượng cọc trong móng; Mt