Đề tài Thiết kế chung cư an mỹ địa điểm: phường Phú Thuận - Quận 7 - Thành phố Hồ Chí Minh

vừa). qp = 2100 kN/m2 (vì mũi cọc cắm sâu ở 31.8m ở lớp cát mịn chặt vừa) Ap =0.35 x 0.35 = 0.1225 m2 Bảng 6.2: Bảng sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát STT Z(m) (m) (kN/m2) (kN/m) 1 4.9 1 8 8 2 5.95 1.1 8 8.8 3 7.5 2 0 0 4 9.45 1.9 0 0 5 11.4 2 34.2 68.4 6 13.4 2 35 71.2 7 15.4 2 38.1 77.6 8 17.4 2 38.8 78.2 9 19.4 2 40.6 81.2 10 20.85 0.9 41.2 37.08 11 21.65 0.7 32 22.4 12 23 2 42.6 85.2 13 25 2 44 88 14 27 2 45.7 91.4 15 29 2 46.6 93.2 16 31.8 1.8 47.1 84.78 Hình 6.2: phân chia các lớp đất => 6.4.4. Xác định số lượng cọc: - Số lượng cọc sơ bộ: Chọn 4 cọc => - Khoảng cách tối thiểu gữa các tim cọc là: : 3d = 3 x 0.35 = 1.05(m). - Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài : . - Diện tích sơ bộ của đế đài :. - Trọng lượng của đài và đất trên đài : - Lực dọc tính toán trên đế đài : . - Số lượng cọc tính toán : Chọn 7 cọc bố trí như hình vẽ Hình 6.3: Bố trí mặt bằng cọc Vậy chọn kích thước đài móng là : . Kiểm tra chiều sâu chôn móng: Với B = 1.75(m) ta có: . vậy chọn. Vì kết cấu công trình có tầng hầm nên thỏa điều kiện kiểm tra chiều sâu chôn móng. Xác định chiều cao đài cọc. - Theo cấu tạo h =3d +10cm. Với h = h1 +h2 - h1 là chiều cao đầu cọc ngàm vào đài :h1= 150 mm - h2 = h – h1. (phải tính) Ta có : - (theo phương chiều dài) - ( theo phương bề rộng) Vậy chọn Chiều cao đài móng là: . Kiểm tra phản lực đầu cọc. . . . >0 cọc không bị nhổ Cọc đủ sức chịu tải 6.5.3. Tính sức chịu tải của các cọc còn lại Hình 6.4: Bố trí mặt cắt đài móng Kiểm tra áp lực dưới đáy khối móng quy ước. Ta có: Vậy kích thước đáy móng quy ước là: (m) (m) Chiều cao đáy khối móng quy ước là: Hqư = 26.85 + 4.4 = 31.25(m). Trọng lượng khối móng : Từ đáy đài trở lên : . Từ đáy đài trở xuống: Vậy trọng lượng khối móng quy ước là: Hình 6.5: Sơ đồ móng khối quy ước Rtc = Từ của lớp đất cuối tra bảng ta được . (thoả điều kiện). Mặt khác: => = < (thoả điều kiện). Dự tính độ lún. Ứng suất trung bình tại đáy khối móng quy ước stb = (sMax + sMin )/ 2= 631.48 (kN/m2) Ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp đất gây ra: Ứng suất gây lún tại đáy khối , móng quy ước : sgl = - sbt =631.48– 520.31= 111.17( kN/m2) Chia các lớp đất thành các phân tố có chiều dày là = 0.2 Bqư = 0.2x8.06=1.612m để tính lún : Chọn Bảng 63: Bảng kiểm tra tính lún cuả móng Điểm Z(m) K0 0 0 1 0 1 111.17 520.31 1 1.612 1 0.4 0.96 106.72 549.97 Hình 6.6: Sơ đồ tính lún của móng Dự tính độ lún trên cùng 1 lớp đất: Thiết kế thép chịu uốn cho đài cọc. Đài cọc cao 1.2m ; cọc cắm vào đài 0.15m ; râu thép cắm vào đài dài 0.5m .Bê tông lót dày 10cm , B10. Với chiều cao của đài như vậy, tháp chọc thủng từ chân cột trùm ra ngoài các tim cọc, nên không cần phải kiêm tra điều kiện chọc thủng. Mônmen tương ứng với mặt ngàm I-I và II-II gần như nhau nên lấy Dùng thép CIII có : . Dùng bê tông : B30 có: Rb = 17 MPa ; Rbt = 1.2 MPa ; Xét mặt ngàm II-II: Hình 6.7: Mặt cắt tại ngàm cột Diện tích cốt thép tương ứng với mặt ngàm II-II =32.3cm2 Chọn có () ; khoảng cách các thanh thép : Xét mặt ngàm I-I: Hình 6.8: Mặt cắt tại ngàm cột Diện tích cốt thép tương ứng với mặt ngàm I-I =50.21cm2 Chọn có () ; khoảng cách các thanh thép : THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP ĐÀI BÈ (MÓNG KHU VỰC THANG MÁY VÀ THANG BỘ) Tải trọng tác dụng lên móng Tải trọng truyền xuống móng thông qua hệ khung – vách. Sử dụng tiện ích gán thuộc tính Pier cho vách cứng của chương trình ETABS, ta gán tất cả các vách cứng thuộc khu vực thang máy và thang bộ có chung tên Pier. Chương trình sẽ xuất ra nội lực ứng với từng trường hợp tải trọng ngay tại vị trí tâm độ cứng của Pier, xác định giá trị nội lực tại cao trình mặt móng (sàn tầng hầm ). Hình 6.9: Sơ đồ xác định độ lệch giữa tâm hình học và tâm độ cứmg của vách Độ lệch tâm giữa tâm hình học và tâm độ cứng được xác định theo công thức sau: Lực dọc đưa về tâm móng sẽ gây ra moment: M’x=N.y M’y=N.x Chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất cho móng đài bè khu thang máy và thang bộ như sau. Kết quả xác định nội lực để tính toán móng đài bè khu thang máy và thang bộ được trình bày trong bảng 8.10. Tổ hợp N (kN) Qy (kN) Qx (kN) My (kNm) Mx (kNm) Trị tính toán 47654.61 369.94 112.91 84.212 3544.71 Trị tiêu chuẩn 41438.79 321.68 98.18 73.22 3082.35 Bảng 6.1: Lực tác dụng tại mặt móng đài bè khu thang máy và thang bộ. Xác định sức chịu tải của vật liệu: => Vậy : . Xác định sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: m = 1 ; mR = 1.1 (đất cát chặt vừa). qp = 2100 kN/m2 (vì mũi cọc cắm sâu ở 31.8m ở lớp cát mịn chặt vừa) Ap =0.35 x 0.35 = 0.1225 m2 Bảng 6.2: Bảng sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát STT Z(m) (m) (kN/m2) (kN/m) 1 4.9 1 8 8 2 5.95 1.1 8 8.8 3 7.5 2 0 0 4 9.45 1.9 0 0 5 11.4 2 34.2 68.4 6 13.4 2 35 71.2 7 15.4 2 38.1 77.6 8 17.4 2 38.8 78.2 9 19.4 2 40.6 81.2 10 20.85 0.9 41.2 37.08 11 21.65 0.7 32 22.4 12 23 2 42.6 85.2 13 25 2 44 88 14 27 2 45.7 91.4 15 29 2 46.6 93.2 16 31.8 1.8 47.1 84.78 Hình 6.10: phân chia các lớp đất => Xác định số lượng cọc: - Số lượng cọc sơ bộ: Chọn 40 cọc => - Khoảng cách tối thiểu gữa các tim cọc là: : 3d = 3 x 0.35 = 1.05(m). - Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài : . - Diện tích sơ bộ của đế đài :. - Trọng lượng của đài và đất trên đài : - Lực dọc tính toán trên đế đài : . - Số lượng cọc tính toán : Chọn 80 cọc bố trí như hình vẽ : Hình 6.11: Bố trí mặt bằng cọc Vậy chọn kích thước đài móng là : . . Kiểm tra chiều sâu chôn móng: Với B = 11.2(m) ta có: . vậy chọn. Vì kết cấu công trình có tầng hầm nên thỏa điều kiện kiểm tra chiều sâu chôn móng . Xác định chiều cao đài cọc. - Theo cấu tạo h =3d +10cm. Với h = h1 +h2 - h1 là chiều cao đầu cọc ngàm vào đài :h1= 150 mm Chiều cao đài móng là: . . Kiểm tra phản lực đầu cọc. . . . =744.55(kN) =694.17(kN) >0 cọc chịu nén. Cọc đủ sức chịu tải Hình 6.12: Bố trí mặt cắt đài móng Kiểm tra áp lực dưới đáy khối móng quy ước. Ta có: Vậy kích thước đáy móng quy ước là: (m) (m) Chiều cao đáy khối móng quy ước là: Hqư = 26.85 + 4.8 = 31.65(m). Trọng lượng khối móng : Từ đáy đài trở lên : . Từ đáy đài trở xuống: Vậy trọng lượng khối móng quy ước là: Hình 6.13: Sơ đồ móng khối quy ước Rtc = Từ của lớp đất cuối tra bảng ta được . (thoả điều kiện). Mặt khác: => = < (thoả điều kiện). Dự tính độ lún. Ứng suất trung bình tại đáy khối móng quy ước stb = (sMax + sMin )/ 2= 696.58 (kN/m2) Ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp đất gây ra: Ứng suất gây lún tại đáy khối , móng quy ước : sgl = - sbt =696– 520.31= 175.69( kN/m2) Bề rộng khối móng quy ước BM=18.98m >10m và có modun biến dạng E>20Mpa có thể xác định theo công thưc sau: Trong đó : P- Áp lực trung bình lên nền ở mũi cọc; B- Chiều rộng hoặc đường kính móng ; E-Modun biến dạng tring bình của lớp đất chịu nén dưới mũi cọc với chiều dày bằng B; Trong đó : E1, E2,Ei –modun biến dạng của lớp đất thứ 1,2 và lớp thứ i; h1, h2,hi –Chiều dày của lớp đất thứ 1,2 và lớp thứ i; k1, k2,ki- Hệ số kể đến của lớp đất ; Với P= sgl =175.69(kN/m2) S=<0.008(m); Thiết kế thép chịu uốn cho đài cọc. Đài cọc cao 1.2m ; cọc cắm vào đài 0.15m ; râu thép cắm vào đài dài 0.5m .Bê tông lót dày 10cm , B10. Với chiều cao của đài như vậy , tháp chọc thủng từ chân cột trùm ra ngoài các tim cọc, nên không cần phải kiêm tra điều kiện chọc thủng. Mônmen tương ứng với mặt ngàm I-I và II-II gần như nhau nên lấy Dùng thép CIII có : . Dùng bê tông : B30 có: Rb = 17 MPa ; Rbt = 1.2 MPa Xét mặt cắtđài móng theo phương I-I: Hình 6.14: Mặt cắt tại ngàm vách cứng Diện tích cốt thép lớp trên cho 1.4m dài tương ứng với mặt ngàm I-I : =59.53cm2 Chọn có () ; khoảng cách các thanh thép : Diện tích cốt thép lớp dưới cho 1.4m dài tương ứng với mặt ngàm I-I : =54.29cm2 Chọn có () ; khoảng cách các thanh thép : Xét mặt cắt đài móng theo phương II-II: Diện tích cốt thép lớp dưới cho 1.4m dài tương ứng với mặt ngàm II-II: =32.755cm2 Chọn có () ; khoảng cách các thanh thép : Diện tích cốt thép lớp cho 1.4m dài trên tương ứng với mặt ngàm II-II: =4.903cm2 Vì hàm lương thép quá nhỏ nên diện tích thép lớp trên bố trí theo cấu tạo 12s130 () . 6.7. BỐ TRÍ CỐT THÉP Như bản vẽ MN-01/04, MN-02/04. CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ƯU, NHƯỢC ĐIỂM VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG Theo qui phạm ta có thể coi cọc nhồi có đường kính D > 60cm là cọc nhồi đường kính lớn. Các công trình nhà cao tầng thường có tải trọng truyền xuống móng lớn, với điều kiện địa chất công trình ở Thành phố Hồ Chí Minh tầng đất tốt nằm ở độ sâu lớn, lại trong vùng dân cư đông đúc, thường là xây chen cho nên cọc khoan nhồi đường kính lớn được dùng khá nhiều. Trong xây dựng cầu, cọc nhồi đường kính lớn cũng đã được ứng dụng làm móng cầu Việt Trì, cầu Mỹ Thuận . Ưu điểm Sức chịu tải lớn, có thể đạt hàng nghìn tấn. Số lượng cọc cho mỗi móng ít. Khi thi công không gây chấn động đáng kể nên không ảnh hưởng về phương diện chấn động đối với công trình lân cận. Không gây tiếng ồn đáng kể như khi đóng cọc. Nếu chịu tải đúng tâm thì có thể không đặt cốt thép cho cọc mà chỉ cần đặt thép chờ để liên kết vời đài cọc hoặc với cột, do vậy tiết kiệm được thép . Nhược điểm Giá thành còn cao so với các loại cọc khác. Khi thi công, việc giữ thành hố khoan có thể rất khó khăn. Khi khoan để tạo cọc nhồi đường kính lớn gần móng các ngôi nhà đang sử dụng nếu không dùng ống chống vách đầy đủ hay không dùng cọc ván để kè neo cẩn thận thì móng công trình lân cận có thể bị hư hỏng. Chất lượng bêtông cọc thường thấp vì không được đầm. Trong thực tế gặp không ít trường hợp cọc nhồi bị khuyết tật trầm trọng. Khi cọc đã thi công xong nếu phát hiện ra khuyết tật trầm trọng thì việc xử lý gặp rất nhiều khó khăn và rất tốn kém. Khi cọc nhồi đường kính lớn có chiều dài lớn thì trọng lượng bản thân của cọc tính đến chân cọc sẽ lớn làm tăng tải trọng truyền xuống nền. 7.1.3. Phạm vi áp dụng Thích hợp với tất cả các loại nền đất, đá. Thích hợp cho móng có tải trọng lớn như: nhà cao tầng có tầng hầm, các công trình cầu, v.v.. .. 7.2. THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI DƯỚI CỘT Theo TCXD 205 : 1998, cọc và móng cọc được thiết kế theo các trạng thái giới hạn. Trạng thái giới hạn của móng cọc được phân thành hai nhóm: Nhóm thứ nhất gồm các tính toán: Sức chịu tải giới hạn của cọc theo điều kiện đất nền; Độ bền của vật liệu làm cọc và đài cọc; Độ ổn định của cọc và móng; - Nhóm thứ hai gồm các tính toán: Độ lún của nền cọc và móng; Chuyển vị ngang của cọc và móng; Hình thành và mở rộng vết nứt trong cọc và đài cọc bằng bê tông cốt thép. 7.2.1. Tải trọng tác dụng lên móng Tải trọng truyền xuống móng thông qua hệ khung tại vị trí các chân cột. Tổ hợp nội lực của cột khung trục E đã được xác định ở chương 5, chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất cho móng khung trục E như sau: (Nmax, Mxtư, Mytư, Qxtư, Qytư) Tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng Tính Toán N(kN) 4579.09 N(kN) 5265.96 Mx (kN.m) 86.95 Mx (kN.m) 100 My (kN.m) 9.82 My (kN.m) 11.3 Qx (kN) 85.39 Qx (kN) 98.2 Qy( kN) 9.04 Qy( kN) 10.4 Bảng 7.1: Lực tác dụng tại mặt móng 7.2.2. Xác định sơ bộ chiều sâu đặt mũi cọc, đường kính cọc và chiều sâu đặt đài cọc Vật liệu: Bêtông cọc: B30 Rb =17 Mpa, Rbt = 1.2 Mpa; Cốt thép chịu lực: nhóm CIII, As = 365 Mpa; Chọn đường kính cọc: d = 1.0 m; mũi cọc đặt ở độ sâu -40.15m kể từ cốt +0.00m quy ước (đặt vào lớp 5) => chiều dài cọc kể từ đáy đài: 34.85m. Cốt thép trong cọc: theo qui phạm, hàm lượng cốt thép trong cọc là 0.4% ¸ 0.65%. Chọn 16f20 có diện tích 50.27 cm2 ( hàm lượng cốt thép: 0.64%) Chọn chiều cao đài móng hđ =2.1m > 2D+0.1 = 2.1 m theo [18] Theo cường độ vật liệu Đối với cọc nhồi chịu nén, sức chịu tải của cọc nhồi theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức Qv = j (m1m2 RbAb + RsAs) trong đó: j – Hệ số uốn dọc theo [17] khi móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua bùn, than bùn j = 1. Rb, Rs – Cường độ chịu nén tính toán của bê tông, của thép. Ab, As – Diện tích tiết diện của bê tông, của cốt thép dọc. As = 50.27x10-4 m2 Ab = = 3.14x0.25-50.27 x10-4 = 0.78 m2 m1 – hệ số điều kiện làm việc. Đối với cọc được nhồi bê tông theo phương thẳng đứng thì m1 = 0.85. m2 – hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc. Khi thi công trong đất sét với chỉ số chảy IL cho phép khoan lỗ và nhồi bê tông không cần chống ống vách, khi trong thời gian thi công mực nước dưới đất thấp hơn mũi cọc thì m2 = 1. Khi thi công trong các loại đất cần phải dùng ống chèn và nước dưới đất không xuất hiện trong lỗ khoan thì m2 = 0.9. Khi thi công trong các loại đất cần dùng ống chèn và đổ bê tông dưới huyền phù sét thì m2 = 0.7. => Qv = 1x(0.85x0.7x17x103x0.78+365x103x50.27x10-4) = 8259.73 kN Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (theo phụ lục A-TCXD 205-1998) Qtc = m(mRqpAp + u ) trong đó qp – cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc, được tính như sau: Đối với đất hòn lớn có chất độn là cát và đối với đất cát trong trường hợp cọc nhồi có và không có mở rộng đáy, cọc ống hạ có lấy hết nhân đất và cọc trụ thì tính theo công thức qp = 0.75b(g’1dA0k + g1hB0k) b, Ak0,a, Bk0: hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng A6 Phụ Lục A/[7]; gI’ – trị tính toán của trọng lượng thể tích đất ở phía dưới mũi cọc (có kể đến đẩy nổi); gI’=18.4(kN/m3) gI – trị tính toán trung bình (theo các lớp) của trọng lượng thể tích đất ở phía trên mũi cọc (có kể đến đẩy nổi); gI = =(kN/m3) h – chiều sâu mũi cọc, h = 40.15 m; d – đường kính của cọc nhồi, d = 1.0 m. với j1= 30,60 => Ak0=29.5, Bk0=54.75 = = 40.3 => = 0.61 khi d ≤ 4, b = 0.23 qp = 0.75b(g’1dA0k + g1hB0k) = 0.75x0.23(18.4x1x29.5+18.4 x40.3x54.75) = 7009.93 kN/m2 Ap – diện tích tiết diện đầu cọc, Ap = = = 0.785 m2; m – hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1; mR – các hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc, mR = 1; fi – hệ số ma sát của đất với thành cọc; mf – hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc, phụ thuộc vào phương pháp khoan tạo lỗ, lấy theo Bảng A.5 Phụ Lục A/[7]; u – chu vi thân cọc, u = pd = 3.14x1.0 = 3.14 m; Hình 7.1: Tính toán zi Lớp đất Số thứ tự lớp i mfi li zi fi mfifili Sét dẻo cao màu xám đen B = 0.88 1 0.6 1.2 5.9 8 8.16 Sét dẻo thấp màu vàng, xanh xám, nâu đỏ, loang lổ B = 0.06 2 0.6 2 7.5 60 72 3 0.6 1.9 9.45 64.7 73.76 Cát lẩn bụi màu vàng, xám trắn, đôi chổ lẩn ít sỏi sạn thạch anh, trạng thái chặt. B = 0.16 4 0.6 2 11.4 67.2 80.64 5 0.6 2 13.4 69.8 83.76 6 0.6 2 15.4 72.5 87 7 0.6 2 17.4 75.6 90.72 8 0.6 2 19.4 78.6 94.32 9 0.6 0.9 20.85 80.1 43.25 Sét dẻo thấp màu xám xanh, xám trắng, vàng trạng thái dẽo mền B = 0.51 10 0.6 0.7 21.65 81.4 35.3 Cát lẩn bụi màu vàng, xám trắng, đôi chổ lẩn ít sỏi sạn thạch anh, trạng thái chặt B = 0.72 11 0.6 2 23 83.8 100.56 12 0.6 2 25 86 103.2 13 0.6 2 27 89.5 107.4 14 0.6 2 29 92 110.4 15 0.6 2 31 94.8 113.76 16 0.6 2 33 97.2 116.64 17 0.6 2 35 100 120 18 0.6 2 37 100 120 19 0.6 2 39 100 120. 20 0.6 1.15 40.15 100 120. 1680.87 Hình 7.2: Tính toán mfifili Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: Qtc = m(mRqpAp + u ) = 1x(1x7009.93x0.785+3.14x1680.87) = 10780.72 kN Sức chịu tải của cọc đơn, theo đất nền: Qa = = ( kN) Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán sức chịu tải giới hạn của cọc theo công thức của Nhật Bản cho trong TCXD 205:1998 Sức chịu tải cho phép của cọc: Qu = trong đó: Na – chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc, mũi cọc nằm trong lớp 5, có N = 17. Fp – diện tích tiết diện mũi cọc, Fp = =0.785m2 a – hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công cọc, đối với cọc nhồi thì lấy a = 15, đối với cọc đóng a = 30; Ls – chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát; Ns – chỉ số SPT của lớp cát xung quanh cọc, cọc đi qua 2 lớp cát, Lớp 3 có N = 20, Ls = 10.9 m; Lớp 5 có N = 17, Ls = 17.8 m; Lc – chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét; C – lực dính của đất sét; Lớp 1 có C = 5.2 kPa, Lc = 1.7; Lớp 2có C = 37.5 kPa, Lc = 3.9; Lớp 4 có C = 25.2 kPa, Lc = 0.7; Từ đó ta có: Qu = = = 405.21 T = 4052.1 kN Dựa vào các kết quả tính sức chịu tải của nền theo trên,ta chọn Qtt = min(Qv,Qa,Qu) =4052.1 kN để tính toán 7.2.3. Tính số lượng cọc và xác định tiết diện đài cọc Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra: Ptt = = ( kPa) Diện tích sơ bộ của đáy đài: Fsb = trong đó: Ntt0 – lực dọc tính toán xác định tại đỉnh đài, Ntt0 = 5265.96 kN; h – chiều sâu đặt đáy đài, h = 5.3m; n – hệ số vượt tải n = 1,1; gtb – là trị trung bình trọng lượng riêng của đài cọc và đất trên các bậc đài, tạm lấy gtb = 20 kN/m3; Fsb = = m2 Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài: Nttsb = n.Fsb.h.gtb = 1.1 x 15.28 x 5.3 x 20 = 1781.65 kN Số lượng cọc sơ bộ: nc = = = 4 cọc Do moment lớn, chọn số cọc chính thức là nc = 4 cọc để bố trí cho móng. Khoảng cách giữa các tim cọc ³ 3d = 300 cm, khoảng cách từ tim cọc đến mép đài ³ 0,7d = 0.7m lấy bằng 0.7. Mặt bằng bố trí cọc cho móng như hình vẽ sau: Hình 7.3: Mặt bằng bố trí cọc cho móng Từ mặt bằng bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là: Ftt = 4.4 x 4.4 = 19.36 m2 Trọng lượng của đài và đất trên đài sau khi bố trí cọc: Nttđ = n.Ftt. h.gtb= 1.1´19.36´2.1´20 = 2044.42 kN Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = N0tt + Nttđ = 5265.96 + 2044.42 = 7310.37 kN Tải trọng dọc trục lớn nhất và nhỏ nhất do công trình tác dụng lên cọc trong nhóm được xác định theo công thức: trong đó: Ntt – tải trọng thẳng đứng tính toán tại đáy đài; Moytt – momen xoay quanh trục Oy tại đáy đài, M0ytt = Mx + Qy.h = 100 + 10.4 x 2.1 = 121.84 kNm Moxtt – momen xoay quanh trục Ox tại đáy đài; M0xtt = My + Qx.h = 11.3+ 89.2x2.1 = 198.62 kNm xmax – khoảng cách lớn nhất từ tim cọc đến trục Oy; ymax – khoảng cách lớn nhất từ tim cọc đến trục Ox. = 1881 kN =1774.18 kN Trọng lượng tính toán của cọc kN Pmaxtt + Pc = 1881+ 755.56= 2636.56 kN < Qa = 7700.5 kN Pmintt = 1774.18 kN > 0 (cọc chỉ chịu nén). Vậy, cọc thiết kế đảm bảo được khả năng chịu tải trọng dọc trục. Và cọc chỉ chịu nén nên không cần kiểm tra cọc chịu lực nhổ. 7.2.4. Kiểm tra độ lún của móng cọc Với quan niệm nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh, tải trọng của móng được truyền trên diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc trong đó: jtb = = Vậy a == Chiều dài, rộng đáy khối móng quy ước: LM = 4 + 2´35´tg = 11.58 m BM = 4 + 2´35´tg = 11.58 m Chiều cao khối móng quy ước (kể từ mũi cọc đến cốt thiên nhiên) là: HM = 40.15 m. Trọng lượng của khối móng quy ước: NtcM = LM.BM.HM.gtb = 11.58x11.58x40.15x20 = 106740.73 kN Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước: Ntc = NtcM + Ntc0 = 106740.73 + 4579.09 = 111319.82 kN Moment tiêu chuẩn tương ứng tại trọng trọng tâm đáy khối móng quy ước: Mtcx = Mtc0x + Qtc0x.(L+hđài) = 86.95 +85.39 x(34.85+2.1) = 3254.92 kN Mtcy = Mtc0y + Qtc0y.(L+hđài) = 9.82+9.04 x(34.85+2.1) = 345.20 kN. Độ lệch tâm: m m Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước: = = 834.92 (kN/m2) = = 806.36 (kN/m2) Hình 7.4: Kích thước móng quy ước Cường độ tính toán của đất nền ở đáy khối móng quy ước: trong đó: ktc – hệ số độ tin cậy, ktc = 1 (theo điều 3.39/[6]); m1, m2 – hệ số điều kiện kàm việc của đất nền, m1 = 1.2, m2 = 1.3 (lấy theo Bảng 15 /[6]); BM – cạnh ngắn của khối móng qui ước, BM = 11.58 m; HM – chiều cao khối móng qui ước, HM = 40.15 m; 'II – dung trọng của lớp đất dưới đáy khối móng qui ước (có kể đến đẩy nổi), ’II = g6đn = 18.4 kN/m3; tbII – dung trọng trung bình của các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên (có kể đến đẩy nổi); gtbII = = 16.71 kN/m3 A, B, D – hệ số lấy theo Bảng 14/[6], tùy thuộc góc ma sát trong của đất dưới đáy khối móng qui ước, jII = 30.6 0, tra Bảng 14/[6] : CII – lực dính đơn vị của đất dưới đáy khối móng qui ước, CII = 10 kPa; = 7428.42 kPa 1.2RM = 8914.10 kPa Như vậy các điều kiện đều thảo mãn: stcmax = 843.92 < 1.2RM =8914.10 kPa stctb = (stcmax +stcmin)/2=820.64 < RM = 7428.42 kPa Vậy có thể tính toán được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Ứng suất bản thân Ứng suất gây lún ở đáy móng khối quy ước: sglz=0 = stctb - sbt = 820.64 – 697.51 = 123.13 kPa Tính lún: Chiều sâu chịu nén cực hạn kết thúc ở độ sâu có sgl ≤ 0.2sbt, ở đây tại z = 0 ta có sgl = 123.13 ≤ 139.50 = 0.2sbt nên không cần phải tính lún, đất nền có biến dạng lún nhỏ. 7.2.5. Tính toán và cấu tạo đài cọc Chiều cao đài và điều kiện chọc thủng Với chiều cao của đài như vậy , tháp chọc thủng từ chân cột trùm ra ngoài các tim cọc, nên không cần phải kiêm tra điều kiện chọc thủng Hình 7.5: Sơ đồ tháp chọc thủng Tính thép cho đài cọc Đài cọc cao 2.1m ; cọc cắm vào đài 0.15m ; râu thép cắm vào đài dài 0.5m .Bê tông lót dày 10cm , B10. Với chiều cao của đài như vậy , tháp chọc thủng từ chân cột trùm ra ngoài các tim cọc, nên không cần phải kiêm tra điều kiện chọc thủng. Mônmen tương ứng với mặt ngàm I-I và II-II gần như nhau nên lấy Dùng thép CIII có : . Dùng bê tông : B30 có: Rb = 17 MPa ; Rbt = 1.2 MPa Hình 7.6: Sơ đồ tính thép Moment tương ứng với mặt ngàm I-I MI = 1.25(2Pttmax) = 1.25x(2x1881) = 4702.5 kN Diện tích cốt thép tương ứng với mặt ngàm I-I =73.4cm2 => bố trí 25f20 (As=78.55cm2 ), khoảng cách các thanh thép s=160. 7.3. THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ĐÀI BÈ (MÓNG KHU VỰC THANG MÁY VÀ THANG BỘ) 7.3.1. Tải trọng tác dụng lên móng Tải trọng truyền xuống móng thông qua hệ khung – vách. Sử dụng tiện ích gán thuộc tính Pier cho vách cứng của chương trình ETABS, ta gán tất cả các vách cứng thuộc khu vực thang máy và thang bộ có chung tên Pier. Chương trình sẽ xuất ra nội lực ứng với từng trường hợp tải trọng ngay tại vị trí tâm độ cứng của Pier, xác định giá trị nội lực tại cao trình mặt móng (sàn tầng hầm ). Chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất cho móng đài bè khu thang máy và thang bộ như sau:(Nmax, Mxtư, Mytư, Qxmax, Qymax). Kết quả xác định nội lực để tính toán móng đài bè khu thang máy và thang bộ được trình bày trong bảng 8.10. Tổ hợp N (kN) Qy (kN) Qx (kN) My (kNm) Mx (kNm) Trị tính toán 47654.61 369.94 112.91 84.212 3544.71 Trị tiêu chuẩn 41438.79 321.68 98.18 73.22 3082.35 Bảng 7.4: Lực tác dụng tại mặt móng đài bè khu thang máy và thang bộ. 7.3.2. Xác định sơ bộ chiều sâu đặt mũi cọc, đường kính cọc và chiều sâu đặt đài cọc Sử dụng lại các kết quả như tính toán ở trên ta được các kết quả như sau Theo cường độ vật liệu:(TCXD 195:1997) Đối với cọc nhồi chịu nén, sức chịu tải của cọc nhồi theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức Qv = j (m1m2 RbAb + RsAs) Qv = 1x(0.85x0.7x17x103x0.78+365x103x50.27x10-4) = 8259.73 kN Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (theo phụ lục A-TCXD 205-1998) Qtc = m(mRqpAp + u) =1x(1x7009.93x0.785+3.14x1680.87) = 10780.72 kN Qa = = ( kN) Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT Qu = = = 405.21 T = 4052.1 kN Dựa vào các kết quả tính sức chịu tải của nền theo trên, ta chọn Qtt = min(Qv,Qa,Qu) = 4052.1 kN để tính toán 7.3.3. Tính số lượng cọc và xác định tiết diện đài cọc Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra: Ptt = = ( kPa) Diện tích sơ bộ của đáy đài: Fsb = trong đó: Ntt0 – lực dọc tính toán xác định tại đỉnh đài, Ntt0 = 47654.61 kN; h – chiều sâu đặt đáy đài, h = 5.3m; n – hệ số vượt tải n = 1,1; gtb – là trị trung bình trọng lượng riêng của đài cọc và đất trên các bậc đài, tạm lấy gtb = 20 kN/m3; Fsb = = = 117.95 m2 Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài: Nttsb = n.Fsb.h.gtb = 1.1 x 117.95 x 5.3 x 20 = 5449.21 kN Số lượng cọc sơ bộ: nc = = = 13.12 cọc Do moment lớn, chọn số cọc chính thức là nc = 20 cọc để bố trí cho móng. Khoảng cách giữa các tim cọc ³ 3d = 400 cm, khoảng cách từ tim cọc đến mép đài ³ 0,7d = 0.7m lấy bằng 0.7. Mặt bằng bố trí cọc cho móng như hình vẽ sau: Hình 7.7: Mặt bằng bố trí cọc cho móng Từ mặt bằng bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là: Ftt = 17.4x13.4 = 233.16 m2 Trọng lượng của đài và đất trên đài sau khi bố trí cọc: Nttđ = n.Ftt. hđ.gtb= 1.1´233.16´20´2.1 = 10771.99 kN Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = N0tt + Nttđ = 47654.61 + 10771.99 = 58426.60 kN Tải trọng dọc trục lớn nhất và nhỏ nhất do công trình tác dụng lên cọc trong nhóm được xác định theo công thức: trong đó: Ntt – tải trọng thẳng đứng tính toán tại đáy đài; Moytt – momen xoay quanh trục Oy tại đáy đài, M0ytt = Mx + Hy.h = 3544.71 + 369.94x 2.1 = 4321.58 kNm Moxtt – momen xoay quanh trục Ox tại đáy đài; M0xtt = My + Hx.h = 84.212 + 112.91x2.1 = 321.32 kNm xmax – khoảng cách l