Đề tài Thiết kế chung cư Tân Cảng

t tính từ đáy đài đến đáy lớp đất tính toán. +hm : Chiều sâu chôn móng +Ks : hệ số áp lực ngang trong đất, ; ja : góc ma sát giữa cọc và đất nền, đối với cọc ép (với j là góc ma sát trong của lớp đất đang xét). Lớp đất Chiều sâu kN/m3 Lực dính Ca (kN/m2) Góc ma sát trong ja=j Hệ số Ks σ'v (kN/m2) li (m) fsi (kN/m2) lifsi (kN/m) Từ Đến 2 4.6 15.7 5.31 9.1 30 05' 0.946 42.75 11.1 11.28 125.208 3 15.7 16.6 8.99 1.5 190 55' 0.659 76.42 0.9 19.74 17.766 4 16.6 19.7 10.24 35.8 17010' 0.705 102.91 3.1 58.21 180.451 5 19.7 23.95 10.48 4.8 31021' 0.480 127.59 4.25 42.1 178.925 Sfsili 502.35 - Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc qp tính theo công thức Terzaghi như sau: - Trong đó: +g, c : trọng lượng thể tích và độ dính của đất nền tại mũi cọc; +s’vp : Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lượng bản thân đất, kN/m2 . +dp : Đường kính mũi cọc (dp = 0.35 m) +Nc, Nq, Ng : hệ số sức chịu tải phụ thuộc chủ yếu vào góc ma sát trong j của đất và hình dạng mũi cọc, tra trong Bảng 3.5 trang 174 sách “Nền móng - Châu Ngọc Ẩn”. j = 31 021’ tra bảng ta có : Nc = 42.27 Nq = 27 Ng = 25 - Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc. = Sgihi = 5.31 × 13.7 + 8.99 × 0.9 + 10.24 × 3.1 + 10.48 × 4.25 = 157.122 kN/m2 qp = 1.3× 4.8 × 42.27 + 157.122 × 27 +0.4× 10.48 × 0.35 × 25 = 4542.74 kN/m2 - Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền là - So sánh các trường hợp sức chịu tải cho phép ta có : Qa = min (Pvl ; QAa ; QBb ) = min [ 1877.26 (kN) ; 957.04 (kN) ; 574.23(kN)] _Lấy Qa = QBb = 574.23 (kN). 9.2 . Tính móng : 9.2.1.  Tính móng M1 (trục 3-A) 9.2.1.1. Tải trọng tính toán móng M1: Tải tính toán Giá trị Tải tiêu chuẩn Giá trị Cột trục A (40 x 70) Nott (kN) 3758.862 Notc (kN) 3132.39 Moxtt (kN.m) 127.92 Moxtc (kN.m) 106.6 Moytt (kN.m) 9.19 Moytc (kN.m) 7.65 Qoxtt (kN) 54.9 Qoxtc (kN) 45.75 Qoytt (kN) 113.9 Qoytc (kN) 94.9167 9.2.1.2. Xác định diện tích móng và số lượng cọc : - Chọn khoảng cách các cọc là 3.d = 3 × 0.35 = 1.05 m - Ứng suất trung bình dưới đế đài: stb = = = 520.84 kN/m2 - Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài: gtb = 20 kN/m3 - Diện tích bệ cọc được xác định sơ bộ như sau: = 7.98 m2 - Chọn ađ = 3m, bđ = 3m => Fđ = 3 × 3 = 9 m2 - Trọng lượng bệ và lớp đất phủ trên bệ được xác định sơ bộ như sau: kN - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài sơ bộ: kN - Xác định số lượng cọc: +Số lượng cọc sơ bộ : n = = = 8.9cọc : hệ số kể đến ảnh hưởng của moment. +Chọn số lượng cọc trong đài là n = 9 cọc. - Bố trí cọc như hình vẽ sau: Sơ đồ mặt bằng bố trí cọc 9.2.1.3. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc: - Trọng lượng đài và lớp đất phủ trên bệ được xác định theo thực tế là: kN - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: kN - Momen tại đáy bệ: 127.92+ 54.9× 2.5 = 265.17 kN.m 9.19 + 113.9 × 2.5 = 293.94 kN.m 9.2.1.4. Lực truyền xuống các cọc: - Trong đó: +n - số lượng cọc trong đài; +, - khoảng cách tính từ trục của hàng cọc biên đến trục đi qua trọng tâm đài, xmax = 1.1m; ymax = 1.1m; +xi, yi - khoảng cách tính từ trục cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm đài, +m2; +m2; + Þ Þ - Ta thấy : Pmax < Qa = 574.23 kN Pmin = 387.88 kN > 0 - Như vậy đã thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống cọc dãy biên. 9.2.1.5. Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền: Xác định kích thước móng khối quy ước: - Góc ma sát trong trung bình của móng khối quy ước: jtb = - Trong đó: + li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua + ji : góc ma sát trong của lớp đất thứ i Móng khối quy ước. = = 12020 ; tg= tg(305) = 0.0538 - Chiều dài của đáy khối móng quy ước: am = a + 2hctg = 3 + 2 × 19.35 × 0.0538 = 5.082m - Chiều rộng của đáy móng khối quy ước: bm = b + 2hctg = 3 + 2 × 19.35 × 0.0538 = 5.082m - Diện tích của đáy khối móng quy ước: m2 - Xác định trọng lượng móng khối quy ước: +Trọng lượng đất phủ trên đài: kN +Trọng lượng toàn bộ cọc trong móng từ đáy móng đến mũi cọc: kN +Trọng lượng đất từ đáy đài đến mũi cọc: Qtc3= (25.83 – 9 × 0.1225) × (5.31×11.1+8.99×0.9+3.1×10.24+4.25×10.48) = 3543.84 kN - Trọng lượng khối móng quy ước: = 1291.5+ 426.66 + 3543.84 = 5262kN - Trọng lượng trung bình của các lớp đất kể từ mũi cọc trở lên: = (kN/m3) - Nội lực tiêu chuẩn gây ra tại khối móng quy ước: kNm kNm kN - Độ lệch tâm e: m m - Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước: Rtc = - Trong đó: + m1 =1.2 + m2 = 1.3 + Ktc =1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. + jII = 31021 tra bảng 2-1 trang 64 sách “Nền Và Móng Các Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp” của tác giả “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”. Þ( nội suy) + gII - dung trọng của lớp đất nằm trực tiếp dưới đế móng. gII = gđn = 5.31kN/m2 + g’II - trị tính toán trung bình của trọng lượng thể tích đất kể từ mũi cọc trở lên. g’II = == 7 kN/m2 CII = 9.1 kN/m3 – lực dính đơn vị của lớp đất nằm trực tiếp dưới đế móng. + bm = 5.082 m – cạnh ngắn của móng khối quy ước. + hm = 24.95 m – chiều sâu móng khối quy ước từ mặt đất tới mũi cọc Rtc = = 1819.18 kN/m2 => 1.2Rtc = 1.2 ´ 1819.18 = 2183 kN/m2 _ Ứng suất dưới đáy khối móng quy ước : = 455.44 kN/m2 = 194.53 kN/m2 == 324.98 kN/m2 - Nhận xét: kN/m2 0 kN/m2 < = 1819.18 kN/m2 - Các điều kiện đã thỏa mãn, vậy ta có thể tiến hành tính toán độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. 9.2.1.6. Tính lún cho nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính: - Để tính lún ta dùng tải trọng tiêu chuẩn để tính toán. - Tính lún cho móng theo phương pháp cộng phần tử. - Theo TCXD 45-78 giới hạn chịu lún ở độ sâu tại đó có - Ứng suất do bản thân tại mũi cọc: == 157.122 kN/m2 - Ứng suất gây lún tại mũi cọc: = 324.98 – 9.32 × 24.95 = 92.45 kN/m2 - Ứng suất gây lún tại giữa mỗi lớp đất ta xác định các trị số: () - Ta có : - Chia đất ở dưới đáy móng khối quy ước thành từng lớp có chiều dày : hi ≤ . Chọn hi = 0.5 m Trị số k0 tra bảng 2.7, trang 69, sách “Nền Và Móng Các Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp” của tác giả “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”. Điểm Z(m) lm/bm 2Z/bm ko glZi btZ tbZ kN/m2 kN/m2 kN/m2 0 0 1 0.000 1 92.45 157.122 159.742 1 0.5 1 0.197 0.98 90.601 162.362 164.982 2 1 1 0.394 0.961 88.8445 167.602 170.222 3 1.5 1 0.590 0.884 81.7258 172.842 175.462 4 2 1 0.787 0.805 74.4223 178.082 180.702 5 2.5 1 0.984 0.712 65.8244 183.322 185.942 6 3 1 1.181 0.615 56.8568 188.562 191.182 7 3.5 1 1.377 0.536 49.5532 193.802 196.422 8 4 1 1.574 0.459 42.4346 199.042 201.662 9 4.5 1 1.771 0.4 36.98 204.282 - Tại lớp đất thứ 9 ta có => ngừng tính lún ở điểm 9 ở độ sâu 4.5m kể từ đáy khối móng quy ước - Độ lún: S = ; Si = - Ta có : Eo = 21000 kN/m2 (159.742+164.982+170.222+175.462+180.702+185.492+191.182+196.422+201.662) = 0.031 m Þ S = 3.1 cm < Sgh = 8 cm. Sơ đồ tính lún 9.2.1.7. Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc: Kiểm tra chọc thủng: - Chọn chiều cao đài là: hđ = 1.2 m - Chiều cao làm việc của đài cọc: ho = hđ – 0.15 = 1.2 - 0.15 = 1.05 m - Tiết diện cột 400 × 650 - Vẽ tháp chọc thủng. Tháp chọc thủng - Tháp chọc thủng nằm bao bên ngoài các cọc, do đó không cần kiểm tra chọc thủng cho móng. Þ Đài cọc không bị chọc thủng. Tính moment và thép đặt cho đài cọc: - Sử dụng cốt thép AII, Ra = 2800 daN/cm2 P1 = P7 = Pmin = 387.88 kN. P3 = P9 = Pmax = 557.3 kN. P6 = kN P2 = kN P5 = kN Sơ đồ tính thép đài cọc. - Sơ đồ tính thép cho đài cọc : Xem như một consol ngàm tại mép cột như hình vẽ. - Momen tương ứng với mặt ngàm A-A: kNm cm2 Þ Chọn 20Þ18, a = 150 (mm), Fachọn = 50.9 cm2 Momen tương ứng với mặt ngàm B-B: = kNm Þ Chọn 20Þ18, a= 150(mm), Fachọn = 50.9 cm2 9.2.2. Tính móng M2 (trục 3-B và 3-C): 9.2.2.1. Tải trọng tính toán móng M2: Tải tính toán Giá trị Tải tiêu chuẩn Giá trị Cột trục B (40 x 65) Nott (kN) 2704.35 Notc (kN) 2253.63 Moxtt (kN.m) 204.63 Moxtc (kN.m) 170.525 Moytt (kN.m) 9.81 Moytc (kN.m) 8.175 Qoxtt (kN) 54.9 Qoxtc (kN) 45.75 Qoytt (kN) 113.9 Qoytc (kN) 94.92 Cột trục C (40 x 65) Nott (kN) 2704.45 Notc (kN) 2253.708 Moxtt (kN.m) 204.19 Moxtc (kN.m) 170.158 Moytt (kN.m) 9.8 Moytc (kN.m) 8.167 Qoxtt (kN) 54.9 Qoxtc (kN) 45.750 Qoytt (kN) 113.7 Qoytc (kN) 94.750 9.2.2.2. Xác định diện tích móng và số lượng cọc : - Khoảng cách giữa các cọc là 3.d - Chọn khoảng cách các cọc là 3.d = 3 × 0.35 = 1.05 m - Ứng suất trung bình dưới đế đài: stb = kN/m2 - Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài: gtb = 20 kN/m3. - Diện tích bệ cọc được xác định sơ bộ như sau: m2 - Chọn ab = 5.2m, bb = 3m => Fb = 5.2 × 3 = 15.6 m2 - Trọng lượng bệ và lớp đất phủ trên bệ được xác định sơ bộ như sau: kN - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài sơ bộ: kN - Xác định số lượng cọc: - Số lượng cọc sơ bộ : n = = cọc : hệ số kể đến ảnh hưởng của moment. - Chọn số lượng cọc trong đài là n = 15 cọc. - Bố trí cọc như hình vẽ sau: Mặt bằng bố trí cọc 9.2.2.3. Kiểm tra lực tác dụng lên cọc: - Từ việc bố trí cọc ta xác định được diện tích đế đài thực tế là: Fb = 5.2 × 3 = 15.6 m2 - Trọng lượng bệ và lớp đất phủ trên bệ được xác định theo thực tế là: kN - Để tiện tính toán ta quy về móng tương đương có nội lực như sau: Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: kN = 0.63 kNm kNm - Momen tại đáy bệ: = 0.63 + (-109.8) × 2.5 = -273.87kN.m 19.61 + (-0.2) × 2.5 = -19.11 kN.m 9.2.2.4. Lực truyền xuống các cọc: - Trong đó: + n - số lượng cọc trong đài; + , - khoảng cách tính từ trục của hàng cọc chịu nén lớn nhất đến trục đi qua trọng tâm đài, ; ; + xi, yi - khoảng cách tính từ trục cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm đài ; ; ; kN kN < Qa = 574.23 kN kN > 0 - Như vậy đã thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống cọc dãy biên. 9.2.2.5. Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền: Xác định kích thước móng khối quy ước: - Góc ma sát trong trung bình của móng khối quy ước: jtb = - Trong đó: + li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua + ji : góc ma sát trong của lớp đất thứ i = = 12020 ; tg= tg(305) = 0.0538 Móng khối quy ước. - Chiều dài của đáy khối móng quy ước: am = a + 2hctg= 5.2 + 2 × 19.35 × 0.0538= 7.28 m - Chiều rộng của đáy móng khối quy ước: bm = b + 2hctg= 3 + 2 × 19.35× 0.0538 = 5.08 m - Diện tích của đáy khối móng quy ước: m2 - Xác định trọng lượng móng khối quy ước: + Trọng lượng đất phủ trên đài: kN + Trọng lượng toàn bộ cọc trong móng từ đáy đến mũi cọc: kN + Trọng lượng đất từ đáy đài đến mũi cọc: Ntc3 = (36.98– 15 × 0.1225) × (11.1 × 5.31 + 0.9 × 8.99+ 3.1 × 10.24 + 4.25 × 10.48) = 5036.48 kN - Trọng lượng khối móng quy ước: = 2033.9+ 711.11+ 5036.48 = 7781.49 kN - Trọng lượng trung bình của các lớp đất kể từ mũi cọc trở lên : = kN/m3 - Nội lực tiêu chuẩn gây ra tại khối móng quy ước: kNm kNm kNm - Độ lệch tâm e: m m - Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước: Rtc = - Trong đó: + m1 = 1.2 + m1 = 1.3 + Ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. + jII = 31021 tra bảng 2-1 trang 64 sách “Nền Và Móng Các Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp” của tác giả “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”. Þ( nội suy) + gII - dung trọng của lớp đất nằm trực tiếp dưới đế móng. gII = gđn = 5.31kN/m2 + g’II - trị tính toán trung bình của trọng lượng thể tích đất kể từ mũi cọc trở lên. g’II = == 7 kN/m2 CII = 9.1 kN/m3 – lực dính đơn vị của lớp đất nằm trực tiếp dưới đế móng + bm = 5.08 m – cạnh ngắn của móng khối quy ước. + hm = 24.95 m – chiều sâu móng khối quy ước từ mặt đất tới mũi cọc Rtc = = 1819.54 kN/m2 => 1.2Rtc = 1.2 ´ 1819.54 = 2183.45kN/m2 - Ứng suất dưới đáy khối móng quy ước : = = 410.44 kN/m2 = = 302.9kN/m2 = = 356.69 kN/m2 - Nhận xét: kN/m2 < = 2183.45 kN/m2 kN/m2 > 0 kN/m2 < = 1819.54 kN/m2 - Các điều kiện đã thỏa mãn, vậy ta có thể tiến hành tính toán độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. 9.2.2.6. Tính lún cho nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính: - Để tính lún ta dùng tải tiêu chuẩn để tính toán : - Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp. - Ứng suất do bản thân tại mũi cọc: == 157.122 kN/m2 - Ứng suất gây lún tại mũi cọc: = 356.69 – 10.87 × 24.95 = 85.48 kN/m2 - Ứng suất gây lún tại giữa mỗi lớp đất ta xác định các trị số: () - Ta có : - Chia đất ở dưới đáy móng khối quy ước thành từng lớp có chiều dày : hi ≤ . Chọn hi = 0.5 m Trị số k0 tra bảng 2.7, trang 69, sách “Nền Và Móng Các Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp” của tác giả “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”. Điểm Z(m) lm/bm 2Z/bm ko glZi btZ tbZ kN/m2 kN/m2 kN/m2 0 0 1.43 0.000 1 85.48 157.122 159.742 1 0.5 1.43 0.197 0.986 84.28 162.362 164.982 2 1 1.43 0.394 0.973 83.17 167.602 170.222 3 1.5 1.43 0.591 0.913 78.04 172.842 175.462 4 2 1.43 0.787 0.914 78.13 178.082 180.702 5 2.5 1.43 0.984 0.774 66.16 183.322 185.942 6 3 1.43 1.181 0.693 59.24 188.562 191.182 7 3.5 1.43 1.378 0.619 52.91 193.802 196.422 8 4 1.43 1.575 0.545 46.59 199.042 201.662 9 4.5 1.43 1.772 0.485 41.46 204.282 206.902 10 5 1.43 1.969 0.427 36.50 209.522 - Tại lớp đất thứ 10 ta có - Độ lún: S =; Si = - Ta có Eo = 21000 kN/m2. (159.742 + 164.982 + 170.222 + 175.462 + 180.702 + 185.942 + 191.182 + 196.442 + 201.662 + 206.902)= 0.035 m Þ S = 3.5 cm < Sgh = 8cm Sơ đồ tính lún 9.2.2.7. Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc: Kiểm tra chọc thủng: - Chọn chiều cao đài là 1.2 m - Tiết diện cột 400 × 650 - Vẽ tháp chọc thủng. Tháp chọc thủng - Tháp chọc thủng nằm bao bên ngoài các cọc, do đó không cần kiểm tra chọc thủng cho móng theo phương y. Kiểm tra theo phương x: - Theo công thức: - Trong đó: Q: Tổng phản lực các cọc nằm ngoài tiết diện nghiêng (không kể trọng lượng bản thân cọc). P3 + P8 + P13 = 419.51+ 417.78 + 416 = 1253.29 kN h0 : Chiều cao làm việc của tiết diện xét; h0 =1.05 m b : Hệ số không thứ nguyên: c : Khoảng cách từ mép cột tới mép gần nhất của cọc nằm ngoài tháp ép lõm; c = 1.425 m =0.922 0.922 × 3 × 1.05 × 1000 = 2904.3 kN Ta có: Q = 1253.29 kN < [Q] = 2904.3 kN Þ Đài cọc không bị chọc thủng. Tính moment và thép đặt cho đài cọc: - Sử dụng cốt thép AII, Ra = 2800 daN/cm2 P5 = P15 = Pmax = 436.11kN P1 = P11 = Pmin = 399.44 kN P4 = P14 = kN P2 = P12 = kN P8 = 417.78 kN P3 = kN P13 = kN P9 = kN P7 = Kn P10 = Kn P6 = Kn Sơ đồ moment tính thép cho đài cọc. Momen tương ứng theo phương y: = 1777.01KNm xy : khoảng cách từ tim cọc đến mép cột. F1 = = = 67.15 cm2 Þ Chọn28 Þ18, a = 180(mm), Fachọn =71.26 cm2 Momen tương ứng theo phương x: - Sơ đồ tính: Sơ đồ moment tính thép cho đài cọc. - Tính thép: +Tính thép cho lớp dưới (Momen gối): Mg = 391.9(kNm) Fg = = = 14.8cm2 Þ Chọn 15Þ14, a = 200 (mm), Fachọn = 23.08cm2. +Tính thép cho lớp trên (Momen nhịp): Mg = 2381.251 (kNm) Fg = = = 73.21 cm2 Þ Chọn24 Þ20, a = 125 (mm), Fachọn =75.36 cm2. CHƯƠNG 10: PHƯƠNG ÁN II : MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 10.1. Tính toán sơ bộ : 10.1.1. Chiều sâu chôn móng : - Giả sử chọn bề rộng đài : Bđ = 2(m). - Đài móng đặt ở lớp thứ 2 có: - Chọn Hm = 2.5m. - Đế đài được đặt trong lớp thứ 2 và nằm ở độ sâu 2.5m kể từ cốt tầng hầm (-3m). - Với độ sâu đặt đáy đài như trên, tải trọng ngang đã tự cân bằng với áp lực đông của đất. Vì vậy mômen tại đáy vẫn không đổi, vẫn bằng mômen tại mặt ngàm qui ước. 10.1.2. Chọn tiết diện, chiều dài cọc: - Chọn cọc có kích thước D = 0.8 m. Mũi cọc cắm vào lớp đất cát mịn chặt vừa. Chiều dài cọc chọn 24(m). - Trong đó: + Đoạn chôn vào đài 15 cm +Thép neo vào đài là 35 þ = 35 × 16 = 560 mm, lấy tròn 650 mm = 65 cm. - Diện tích ngang của cọc: Fc = p × d2/4= 3.14 × 0.82/4= 0.503 (m2) - Cọc được đổ bằng bê tông mác 300 có Rb = 130 kN/m2. Cốt thép AII: Rct = 2800 (daN/cm2) Chọn 12 þ 16 có Fa = 24.132 (cm2) 10.2. Xác định sức chịu tải của cọc: 10.2.1. Theo điều kiện vật liệu: Pvl = Ru × Fc + Ra × Fa - Với: Fc = 0.503 m2. Cọc dùng bê tông mác 300 có: Ru = = 66.67 daN/cm2 > 60 daN/cm2 .Lấy Ru = 6000kN/m2. Fa = 24.132 ´ 10-4m2 Ra = 2800 daN/cm2 = 280000 kN/m2. - Vậy khả năng chịu lực của cọc theo vật liệu: Pv = 6000´0.503 + 280000´24.132´10-4 = 3693.69kN 10.2.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền ( Phụ lục A TCXD 205-1998): : Sức chịu tải cho phép của cọc cho đất nền - Trong đó: ktc : Hệ số độ tin cậy lấy bằng 1.4 dựa trên quy phạm Qa : Sức chịu tải của đất nền Qtc = m × (mR × qp × Ap + U × åmf × fi × hi) m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng m = 1 mR, mf : Hệ số làm việc của cát trung ở mũi cọc và ở mặt xung quanh có kể đến phương pháp hạ cọc ( tra bảng A.5 TCXD 205 : 1998) Hệ số : mR = 1.0 hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc nhồi mf = 0.6 hệ số điều kiện làm việc của đất ở thân cọc (phụ thuộc phương pháp tạo lổ khoan, loại cọc) Ap: Diện tích tiết diện ngang chân cọc: Ap = F = 0.503 m2 U : Chu vi tiết diện ngang cọc, u = p´ 0.8 = 2.513 m li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc. fi : Cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc lấy theo bảng A2 (TCXD 205-1998) Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc: qp = 0.75 × b × (gI × dp × A0k + a × gtb × L × B0k) - Với: b, Ako,a,Bko: hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng A6 (TCXD 205-1998) phụ thuộc vào góc ma sát trong của lớp đất dưới mũi cọc. gI(KN/m3) : giá trị của trọng lượng thể tích đất ở dưới mũi cọc. gtb (KN/m3) : giá trị trung bình của trọng lượng thể tích đất từ mũi cọc trở lên. d: đường kính cọc nhồi D = 0.8m. L: chiều dài cọc trong đất jI L(m) d(m) A0k B0k L/d a b 31021’ 23.1 0.8 37.05 68.13 28.9 0.64 0.26 Lớp đất 2 3 4 5 hi (m) 13.7 0.9 3.1 8 (kn/m3) 5.31 8.99 10.24 10.48 hi (kN/ m2) 72.747 8.091 31.744 83.84 gtb = = 8 (kN/m3) -Trọng lượng thể tích đất ở dưới mũi cọc (có kể đẩy nổi) = 10.48 (kN/m3) qp = 0.75 × 0.26 × (10.48 × 0.8 × 37.05 + 0.64 × 8× 23.1× 68.13) = 1631.8 (kN/ m2) - Tính toán lực do masát bên gây ra: - Để tính fsi ta chia đất thành từng lớp với chiều dày li như hình vẽ: - Xác định li , fi bằng cách chia các lớp đất ra thành các phân tố đồng chất , có chiều dày 2.0 m , như hình vẽ : Mặt bằng bố trí cọc Bảng tra cường độ tính toán mặt xung quanh cọc fsi Lơp đất Độ sâu Zi (m) Độ sệt B fi (kN/m2) li (m) fili (kN/m) 2 5.6 1.24 6 2 12 7.6 6 2 12 9.6 6 2 12 11.6 6 2 12 13.6 6 2 12 15.6 6 2 12 16.7 6 1.1 6.6 3 17.6 Cát mịn 53.6 0.9 48.24 4 19.6 < 0 78.44 2 156.88 20.7 79.98 1.1 87.978 5 22.7 Cát mịn đến thô lẫn bột, rất chặt 58.7 2 117.4 24.7 60.7 2 121.4 26.7 62.7 2 125.4 28.7 64.7 2 129.4 Sfili 865.298 - Vậy sức chịu tải của đất nền là : Qtc = m × ( mR × qp × Ap + U × å mf × fi × hi) = 1 × (1 × 1631.8× 0.503 + 2.513 × 0.6 × 865.298) = 2125.49 (kN) - Sức chịu tải cho phép của cọc theo tính chất cơ lý của đất nền : (kN) 10.2.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (Phụ lục B_ TCXD 205 – 1998): - Theo Phụ lục B TCXD 205 - 1998 thì sức chịu tải của cọc bao gồm 2 thành phần: ma sát bên và sức chống dưới mũi cọc. - Do cọc đi qua nhiều lớp đất nên: - Trong đó: Qu : sức chịu tải cực hạn của cọc, kN Qs : sức chịu tải cực hạn do ma sát bên, kN; Qp : sức chịu tải cực hạn do mũi cọc, kN; fs : ma sát bên đơn vị giữa cọc và đất, kN/m2; qp: cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc, kN/m2; As : diện tích của mặt bên cọc, m2; Ap : diện tích mũi cọc, m2; = 0.503 m2 fsi : ma sát bên tại lớp đất thứ i, kN/m2; li : chiều dày của lớp đất thứ i, m; u : chu vi cọc, m. U = 2.531m - Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức sau: FSs : hệ số an toàn dọc thân cọc,; FSp : hệ số an toàn ở mũi cọc,; - Ma sát đơn vị fs tính theo công thức sau: - Trong đó: ca : lực dính giữa cọc và đất, ca = c (đối với cọc bêtông). s’v : ứng suất theo phương thẳng đứng do tải trọng của cột. h : Chiều dài lớp đất tính từ đáy đài đến lớp đất tính toán. hm : Chiều sâu chôn móng Ks : hệ số áp lực ngang trong đất, ; ja : góc ma sát giữa cọc và đất nền, đối với cọc ép (với j là góc ma sát trong của lớp đất đang xét). Lớp đất Chiều sâu kN/m3 Lực dính Ca (kN/m2) Góc ma sát trong ja=j Hệ số Ks σ'v (kN/m2) li (m) fsi (kN/m2) lifsi (kN/m) Từ Đến 2 4.6 15.7 5.31 9.1 30 05' 0.946 42.75 11.1 11.28 125.208 3 15.7 16.6 8.99 1.5 190 55' 0.659 76.42 0.9 19.74 17.766 4 16.6 19.7 10.24 35.8 17010' 0.705 102.91 3.1 58.21 180.451 5 19.7 27.7 10.48 4.8 31021' 0.480 147.76 8 48 384 Sfsili 707.425 - Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc qp tính theo công thức Terzaghi như sau: - Trong đó: g, c : trọng lượng thể tích và độ dính của đất nền tại mũi cọc; s’vp : Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lượng bản thân đất, kN/m2 . dp : Đường kính mũi cọc (dp = 0.8 m) Nc, Nq, Ng : hệ số sức chịu tải phụ thuộc chủ yếu vào góc ma sát trong j của đất và hình dạng mũi cọc, tra trong Bảng 3.5 trang 174 sách “Nền móng - Châu Ngọc Ẩn”. j = 31 021’ tra bảng ta có : Nc = 42.27 Nq = 27 Ng = 25 - Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc theo phụ lục B được trình bày như sau: - Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc. = SgIhi = 5.31 × 13.7 + 8.99 × 0.9 + 10.24 × 3.1 + 10.48 × 8 = 196.422 kN/m2 qp = 4.8 × 42.27 + 196.422 × 27 + 10.48 × 0.8 × 25 = 5715.89 (kN/m2) - Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền là (Kn) - So sánh các trường hợp sức chịu tải cho phép ta có : Qa = min (Pvl ; QAa ; QBb ) = min [3693.69kN; (kN) ; (kN)] - Lấy Qa = QAa = (kN) 10.3 . Tính móng : 10.3.1.  Tính móng M1 (trục 3-A) 10.3.1.1. Tải trọng tính toán móng M1: Tải tính toán Giá trị Tải tiêu chuẩn Giá trị Cột trục A (40 x 65) Nott (kN) 3758.862 Notc (kN) 3132.39 Moxtt (kN.m) 127.92 Moxtc (kN.m) 106.6 Moytt (kN.m) 9.19 Moytc (kN.m) 7.65 Qoxtt (kN) 54.9 Qoxtc (kN) 45.75 Qoytt (kN) 113.9 Qoytc (kN) 94.9167 10.3.1.2. Xác định diện tích móng và số lượng cọc : - Chọn khoảng cách các cọc là 3.d = 3 × 0.8 = 2.4 (m). - Ứng suất trung bình dưới đế đài: stb = = = 263.57 (kN/m2). - Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài: gtb = 20 (kN/m3) - Diện tích bệ cọc được xác định sơ bộ như sau: = =17.6(m2) - Trọng lượng bệ và lớp đất phủ trên bệ được xác định sơ bộ như sau: (kN) - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài sơ bộ: (kN) Xác định số lượng cọc: - Số lượng cọc sơ bộ : (cọc) : hệ số kể đến ảnh hưởng của moment. - Chọn số lượng cọc trong đài là n = 4(cọc). - Bố trí cọc như hình vẽ sau: Mặt bằng bố trí cọc 10.3.1.3. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc: - Từ việc bố trí cọc ta xác định được diện tích đế đài thực tế là: Fb = 4 × 4 = 16 (m2). - Trọng lượng đài và lớp đất phủ trên bệ được xác định theo thực tế là: (kN) - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: (kN) - Momen tại đáy bệ: 127.92+ 54.9× 2.5 = 265.17 (kN.m) 9.19+ 113.9× 2.5 = 293.94 (kN.m) 10.3.1.4. Lực truyền xuống các cọc: - Trong đó: n - số lượng cọc trong đài; , - khoảng cách tính từ trục của hàng cọc chịu nén lớn nhất đến trục đi qua trọng tâm đài, xmax = 1.2 m; ymax = 1.2 m; xi, yi - khoảng cách tính từ trục cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm đài, ; - Ta thấy: Pmax < Qa =1518.2 kN Pmin = 1043.23 kN > 0 - Như vậy đã thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống cọc dãy biên. 10.3.1.5. Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền: Xác định kích thước móng khối quy ước: - Góc ma sát trong trung bình của móng khối quy ước: jtb = - Trong đó: li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua ji : góc ma sát trong của lớp đất thứ i = 150260 ; tg= tg(3052) = 0.0675 - Chiều dài của đáy khối móng quy ước: am = a + 2hctg- d = 4 + 2 × 24 × 0.0675 – 0.8 = 6.44 (m). - Chiều rộng của đáy móng khối quy ước: bm = b + 2hctg- d = 4 + 2 × 24 × 0.0675 – 0.8 = 6.44 (m). - Diện tích của đáy khối móng quy ước: (m2). Móng khối quy ước - Xác định trọng lượng móng khối quy ước: + Trọng lượng đất phủ trên đài: (kN) +Trọng lượng toàn bộ cọc trong móng từ đáy đến mũi cọc: (kN) + Trọng lượng đất từ đáy đài đến mũi cọc: Ntc3 = (41.5 – 4×0.503) × (5.31×11.1 + 8.99×0.9 + 10.24×3.1 + 10.48×8) = 7211.14 (kN) Trọng lượng khối móng quy ước: = 2282.5+ 1161.93 + 7211.14 = 10655.57(kN) - Trọng lượng trung bình của các lớp đất kể từ mũi cọc trở lên: = (kN/m3) - Nội lực tiêu chuẩn gây ra tại khối móng quy ước: (kNm) (kNm) (kN) - Độ lệch tâm e: (m) (m) - Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước: Rtc = - Trong đó: + m1 = 1.2 + m2 = 1.3 + Ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. + jII = 31021 tra bảng 2-1 trang 64 sách “Nền Và Móng Các Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp” của tác giả “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”. Þ( nội suy) + gII - dung trọng của lớp đất nằm trực tiế