Đề tài Thiết kế viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Miền Nam

ng lớn nhất và móng biên của khung trục D là móng D-1 và móng D-2. A. TÍNH MÓNG D-1: BẢNG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG CHÂN MÓNG KHUNG TRỤC D MĨNG KHUNG TRỤC D N M Q (T) (T.m) (T) MĨNG D-1 529.065 20.992 20.916 MĨNG D-2 961.987 61.401 18.270 MĨNG D-3 907.552 55.165 -16.926 MĨNG D-4 495.728 14.136 12.933 Tải trọng truyền xuống móng: Ntt = 529.065 (T) Mtt = 20.992 (Tm) Qtt = 20.916 (T) Lấy hệ số an toàn n=1.15 Ntc= 460.1 (T). Mtc = 18.25 (Tm) Qtc =18.19 ( T) XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI CỌC: Chọn chiều sâu đặt đài cọc: Đặt đài cọc trong lớp đất thứ 3 có độ sâu 4.05m tính từ cốt ± 0.00. Chọn chiều cao đài chọn sơ bộ là 1 m. Đài cọc được sử dụng bêtông mác 300, cốt thép AII. Chọn tiết diên cọc, chiều dài cọc: Chọn tiết diện cọc 350 x 350. Mũi cọc cắm vào lớp đất 7b là lớp cát mịn, trạng thái chặt vừa. Chọn chiều dài mỗi cọc là 8 m, nối 2 cọc với nhau có tổng chiều dài là 16 m kể cả đoạn cọc ngàm vào đài là 0.15 m và đoạn đập đầu cọc là 0.4 m. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC: Sức chịu tải của cọc ép theo điều kiện vật liệu: QVL = .(Rb.Fb + Ra.Fa) Trong đó: Qvl : Sức chịu tải của cọc theo vật liệu. = 1 hệ số uốn dọc. Rb =130 daN/cm2; Fb = 35x35 = 1225 cm2; Cốt thép AII; Ra = 2800 daN/cm2 Fa = 8.04 cm2 Qvl = 1.(130x1225 + 2800x8.04) = 181762 daN = 181.762 (T) Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền: Xác định sức chịu tải của cọc theo TCXD 205 - 1998: 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 =1. 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. Tra bảng A.3, trang 69, tài liệu [7] ta có: mR = 1.1. mfi = 0.9 ( Đối với lớp đất thứ 3, thứ 4 ). mfi = 1 (Đối với lớp đất thứ 5, thứ 7 ). mfi = 0.982 ( Đối với lớp đất thứ 6a ). mfi = 0.922 ( Đối với lớp đất thứ 6b ). u = 0.35x4 = 1.4 m. Ap = 0.35x0.35 = 0.1225 m2 Với độ sâu cọc cắm vào lớp đất thứ 7b là lớp cát mịn, trạng thái chặt vừa. H = 17 m. Tra bảng A.1, trang 68, tài liệu [7] dựa vào độ sâu của mũi cọc, ta có qp = 302 T/m2. Để tính fsi ta chia đất thành từng lớp với chiều dày li £ 2 m như hình vẽ. fsi tra bảng A.2, trang 68, tài liệu [7]. Lớp Zi ( m ) IL fi ( T/m2 ) li ( m ) 3 2.6 0.5 1.75 1.1 4 3.7 0.58 1.67 2 4 4.95 0.58 1.83 0.5 5 6.2 - 4.25 2 5 7.6 - 4.33 0.8 6a 9 0.09 6.35 2 6a 10.5 0.09 6.56 1 6b 11.8 0.39 3.675 1.6 7a 13.6 - 4.96 2 7a 14.95 - 5.095 0.7 7b 16.15 - 5.115 1.7 Qtc = 1x[(1.1x302x0.1225) + 1.4[0.9x(1.1x1.75 + 2x1.67 + 0.5x1.83) + 1x(2x4.25 + 0.8x4.33) + 0.982x(2x6.35 + 1x6.56) + (0.922x1.6x3.675) + 1x(2x4.96 + 0.7x5.095 + 1.7x5.115)]] = 179.8 T Dự định móng có từ 6¸10 cọc Þ ktc = 1.65 à = = 109 T Hình: Chia Đất Thành Từng Lớp Với hi £ 2 m Để Tính Sức Chịu Tải Của Cọc III. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MẶT BẰNG ĐÀI CỌC: Xác định sơ bộ kích thước đài cọc: - Khoảng cách giữa các cọc là 3.d = 3x0.35 = 1.05 m à chọn =1.2m. - Ứng suất trung bình dưới đế đài: stb = = = 75.69 T/m2 - Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài: gtb = 2 T/m3 - Diện tích bệ cọc được xác định sơ bộ như sau: = = 7.95 m2 - Trọng lượng bệ và lớp đất phủ trên bệ được xác định sơ bộ như sau: T - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài sơ bộ: T Xác định số lượng cọc: Số lượng cọc sơ bộ : n = = (cọc) : hệ số kể đến ảnh hưởng của momen Chọn số lượng cọc trong đài là n = 9 cọc. Bố trí cọc trong đài: Khoảng cách giữa mép cọc hàng biên đến mép đài là ¸ Chọn 17.5 cm. Khoảng cách giữa các cọc từ 3d ¸ 6d. Chọn 1.2 m. Lớp bê tông lót phủ ra khỏi mép đài một đoạn là 100 mm. Bố trí cọc trên mặt bằng như hình trên. Từ việc bố trí cọc ta xác định được diện tích đế đài thực tế là: m2 Trọng lượng bệ và lớp đất phủ trên bệ được xác định theo thực tế là: T Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: T Trọng lượng cọc T < Tàthỏa Momen tại đáy bệ: T.m Lực truyền xuống các cọc dãy biên: T T Trọng lượng cọc tính toán: T T < T Như vậy đã thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống cọc dãy biên và T > 0, nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. TÍNH LÚN CHO MÓNG CỌC: Kích thước của khối móng 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 jIIi : góc ma sát trong của lớp đất thứ i ; tg= tg4.3720 = 0.0828 Chiều dài của đáy khối móng quy ước: LM = 2.4 + 0.35 + 2x15.5x0.0828 = 5.317 m Chiều rộng của đáy móng khối quy ước: BM = 2.4 + 0.35 + 2x15.5 x 0.0828 = 5.317 m Diện tích của đáy khối móng quy ước: m2 Chiều cao của khối móng quy ước: HM = 18.5 m Xác định trọng lượng móng khối quy ước: Trọng lượng đất trong phạm vi từ đáy đài trở lên: T Trọng lượng đất từ đáy đài đến hết lớp thứ 3 (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 1.323T Trọng lượng lớp đất thứ 4 (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 64.455 T Trọng lượng lớp đất thứ 5 (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 68.92 T Trọng lượng lớp đất thứ 6a (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 77.83T Trọng lượng lớp đất thứ 6b (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 38.51 T Trọng lượng lớp đất thứ 7a (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 67.7 T Trọng lượng lớp đất thứ 7b (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 308.32T Trọng lượng cọc từ đáy đài trở xuống mũi cọc: T Trọng lượng khối móng quy ước: 898.595T Nội lực của khối móng quy ước: Momen tiêu chuẩn ứng với trọng tâm khối móng quy ước: T.m Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước: T Độ lệch tâm e: m Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước: 51.532 T/m2 23.168 T/m2 37.358 T/m2 Cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc: Công thức: (1,1xAxBm.g II + 1,1xBxHm.g’ II +3xDxC II ) 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 II = 0.97 T/m3 : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên (kể đến đẩy nổi) g’II: Dung trọng trung bình của đất từ đáy móng khối quy ước trở lên (kể đến đẩy nổi) g’II = = 0.915 T/m3 Lấy ktc = 1 (hệ số độ tin cậy, tiến hành khoan khảo sát ở hiện trường) m1 = 1.2; m2 = 1.3 (Tra bảng 3-1, trang 27, tài liệu [9] ). (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 CII = 0.025 daN/cm2 = 0.25 T/m2 Lớp đất dưới mũi cọc có jtc = 29o23´ (Tra bảng 3-2, trang 27, tài liệu [9]). Þ A = 1.125; B = 5.5; D = 7.88 (1.1x1.125x5.717x0.97 + 1.1x5.51x17x0.915 + 3x7.88x0.25) T/m2 Nhận xét: T/m2 < T/m2 T/m2 < T/m2 T/m2 < T/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. Tính lún cho nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính: 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 Độ lún: S = , Si = Tính lún dưới đáy móng khối quy ước: Lm = 5.317 m; Bm = 5.317 m. Aùp lực bản thân tại mũi cọc: == 1.2x0.875+1.5x0.974+2.5x0.949+2.8x0.906+3x0.955 +1.6 x0.886+2.7x0.923+1.7x0.97 = 25.844 T/m2 Aùp lực gây lún ở đáy khối móng quy ước: = 37.358 – 25.844 = 11.514 T/m2 Tại giữa mỗi lớp đất ta xác định các trị số: = : Aùp lực bản thân. : Aùp lực gây lún. ( Trị số k0 tra bảng 3-7, trang 33, tài liệu [9] ứng với và tỷ số ==1 (z tính từ đáy móng khối quy ước) Chia nền đất dưới mũi cọc thành các lớp đất có chiều dày: hi = = = 1.06 m STT Độ sâu Z(m) 2z/B k0 (T/m2) (T/m2) (T/m2) 0 0 0.00 1 11.514 25.844 11.284 1 1.06 0.40 0.96 11.053 26.941 9.948 2 2.12 0.8 0.8 8.843 27.856 7.101 3 3.18 1.2 0.606 5.359 28.548 Xác định chiều cao vùng nén: HCN Tại điểm 3; z=3.18 m có 5.359 T/m2 < 0.2x= 0.2x28.548=5.71 T/m2 HCN = 3.18 m kể từ đáy khối móng quy ước trở xuống. Độ lún: m = 5.3 cm < cm Vậy móng thỏa về điều kiện biến dạng. Biểu Đồ Ứng Suất Dưới Mũi Cọc TÍNH NỘI LỰC TRONG MÓNG CỌC: Xác định tải đứng: 509.11 T 578.11 T 64.635 T 74.338 T Xác định tải ngang: T T Tính chuyển vị đầu cọc: Giả sử đầu cọc được ngàm cứng vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. Momen quán tính tiết diện ngang của cọc: I = = = m4 Độ cứng tiết diện ngang của cọc: Eb.I = 2650.103x1.25x10-3 = 3313.88 T.m2 Eb: Mô đun đàn hồi của bê tông, Eb = 2.65x106 (T/m2) Chiều rộng quy ước bc của cọc: Theo TCXD 205-1998. d < 0.8m bc = 1,5.d + 0,5 = 2,6 m Hệ số tỷ lệ k theo công thức: Cz = k.z Chiều dài ảnh hưởng: lah = 2x(d +1) = 2x(0.35+1) = 2.7 m Chiều dài ảnh hưởng nằm trong lớp đất thứ 3 và lớp đất thứ 4 tra bảng nội suy: Ta được ktb = 384 (T/m4) Hệ số biến dạng: abd = = = 0.7276 m-1 Chiều sâu tính đổi cọc hạ trong đất: Le = abd.L = 0.7276x16 = 11.642 Le = 11.642 > 4, cọc tựa lên đất A0 = 2.441; B0 = 1.621; C0 = 1.751 dHH, dHM: là các chuyển vị ngang ở cao trình đáy đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình đáy đài. dMH, dMM: là các chuyển vị xoay ở cao trình đáy đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình đáy đài. = = 0.00354 = = 0.00171 = = 0.00134 Vì đầu cọc ngàm cứng vào đài dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có xuất hiện momen gọi là momen ngàm. = = - 1.353 T.m == -1.557 T.m Chuyển vị ngang y0 (m) tại cao trình đáy đài: = == 0.00144 m = 0.144 cm = == 0.00166 m = 0.166 cm Vậy , < [ygh] = 1 cm. Điều kiện chuyển vị đã thỏa. Tính momen uốn Mz theo chiều sâu của cọc: - Momen uốn Mz (Tm) được tính theo công thức: = Bảng giá trị Mz với Tra bảng G.3, trang 89, tài liệu [7] ta có giá trị A3, C3, D3: Z Ze A3 C3 D3 Mz 0.000 0 0 1 0 -0.894 0.275 0.2 -0.001 1 0.2 -0.702 0.550 0.4 -0.011 1 0.4 -0.519 0.825 0.6 -0.036 0.998 0.6 -0.347 1.100 0.8 -0.085 0.992 0.799 -0.194 1.374 1 -0.167 0.975 0.994 -0.064 1.649 1.2 -0.287 0.938 1.183 0.043 1.924 1.4 -0.455 0.866 1.358 0.125 2.199 1.6 -0.676 0.739 1.507 0.183 2.474 1.8 -0.956 0.53 1.612 0.219 2.749 2 -1.295 0.207 1.646 0.236 3.024 2.2 -1.693 -0.271 1.575 0.237 3.299 2.4 -2.141 -0.949 1.352 0.225 3.573 2.6 -2.621 -1.877 0.917 0.204 3.848 2.8 -3.103 -3.108 0.197 0.177 4.123 3 -3.54 -4.688 -0.891 0.148 4.810 3.5 -3.919 -10.34 -5.854 0.079 5.498 4 -1.614 -17.919 -15.075 0.044 BIỂU ĐỒ MOMEN UỐN Mz THEO CHIỀU SÂU CỌC VI. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN VÀ CẤU TẠO ĐÀI CỌC: Kiểm tra xuyên thủng: Chọn chiều cao đài là 1 m. Tiết diện cột 600x800 Hình tháp xuyên thủng. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng. Tháp chọc thủng nằm trên cọc số 5 98.48+38.59=137.07T cm daN = 395.25 T Vậy T < 395.25 T Đài cọc không bị xuyên thủng. Tính momen và thép đặt cho đài cọc: - Sử dụng cốt thép AII, Ra = 2800 daN/cm2 = 98.48 T = 38.59 T Momen tương ứng với mặt ngàm : = 1.2x(98.48x3) = 354.528T r: khoảng cách từ tim cọc đến mép cột. FaI =FaII = = = 165.513 cm2 Þ Chọn 27 28, với a = 120 mm , Fac = 166.266 cm2 TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG QÚA TRÌNH VẬN CHUYỂN VÀ CẨU LẮP: Khi vận chuyển: Xem cọc như dầm đơn giản chịu tải phân bố đều. T/m T.m Khi cẩu lắp: T.m Tính Thép cho cọc ép: Lấy moment Mmax = 1.854 T.m tính thép cho cọc. A = = = 0.042 cm2 g = 0,5.(1 +) = 0.5(1+) = 0.979 Fa = = = 2.182 cm2 < 1 % Chọn 416, Fa = 8,04 cm2; Vậy chọn thép cho cọc là 416. 4. Kiểm tra sức chịu tải của cọc khi ép: T T > 174 T Cọc ép không bị vỡ. – & — B. TÍNH MÓNG D-2: BẢNG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG CHÂN MÓNG KHUNG TRỤC D MĨNG KHUNG TRỤC D N M Q (T) (T.m) (T) MĨNG D-1 529.065 20.992 20.916 MĨNG D-2 961.987 61.401 18.270 MĨNG D-3 907.552 55.165 -16.926 MĨNG D-4 495.728 14.136 12.933 Tải trọng truyền xuống móng: Ntt = 961.99 (T) Mtt = 61.4 (Tm) Qtt = 18.27 (T) Lấy hệ số an toàn n=1.15 Ntc= 836.513 (T). Mtc = 53.39 (Tm) Qtc =15.887 ( T) XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI CỌC: Chọn chiều sâu đặt đài cọc: Đặt đài cọc trong lớp đất thứ 3 có độ sâu 3m tính từ cốt ± 0.00. Chọn chiều cao đài chọn sơ bộ là 1.3 m. Đài cọc được sử dụng bêtông mác 300, cốt thép AII. Chọn tiết diên cọc, chiều dài cọc: Chọn tiết diện cọc 350 x 350. Mũi cọc cắm vào lớp đất 7b là lớp cát mịn, trạng thái chặt vừa. Chọn chiều dài mỗi cọc là 8 m, nối 2 cọc với nhau có tổng chiều dài là 16 m kể cả đoạn cọc ngàm vào đài là 0.15 m và đoạn đập đầu cọc là 0.4 m. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC: Sức chịu tải của cọc ép theo điều kiện vật liệu: QVL = .(Rb.Fb + Ra.Fa) Trong đó: Qvl : Sức chịu tải của cọc theo vật liệu. = 1 hệ số uốn dọc. Rb =130 daN/cm2; Fb = 35x35 = 1225 cm2; Cốt thép AII; Ra = 2800 daN/cm2 Fa = 8.04 cm2 Qvl = 1.(130x1225 + 2800x8.04) = 181762 daN = 181.762 (T) Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền: Xác định sức chịu tải của cọc theo TCXD 205 - 1998: 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 =1. 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. Tra bảng A.3, trang 69, tài liệu [7] ta có: mR = 1.1. mfi = 0.9 ( Đối với lớp đất thứ 3, thứ 4 ). mfi = 1 (Đối với lớp đất thứ 5, thứ 7 ). mfi = 0.982 ( Đối với lớp đất thứ 6a ). mfi = 0.922 ( Đối với lớp đất thứ 6b ). u = 0.35x4 = 1.4 m. Ap = 0.35x0.35 = 0.1225 m2 Với độ sâu cọc cắm vào lớp đất thứ 7b là lớp cát mịn, trạng thái chặt vừa. H=17 m. Tra bảng A.1, trang 68, tài liệu [7] dựa vào độ sâu của mũi cọc, ta có qp = 302 T/m2. Để tính fsi ta chia đất thành từng lớp với chiều dày li £ 2 m như hình vẽ. fsi tra bảng A.2, trang 68, tài liệu [7]. Lớp Zi ( m ) IL fi ( T/m2 ) li ( m ) 3 2.6 0.5 1.75 1.1 4 3.7 0.58 1.67 2 4 4.95 0.58 1.83 0.5 5 6.2 - 4.25 2 5 7.6 - 4.33 0.8 6a 9 0.09 6.35 2 6a 10.5 0.09 6.56 1 6b 11.8 0.39 3.675 1.6 7a 13.6 - 4.96 2 7a 14.95 - 5.095 0.7 7b 16.15 - 5.115 1.7 Qtc = 1x[(1.1x302x0.1225) + 1.4[0.9x(1.1x1.75 + 2x1.67 + 0.5x1.83) + 1x(2x4.25 + 0.8x4.33) + 0.982x(2x6.35 + 1x6.56) + (0.922x1.6x3.675) + 1x(2x4.96 + 0.7x5.095 + 1.7x5.115)]] = 179.8 T Dự định móng có từ 11¸20 cọc Þ ktc = 1.55 = = 116 T Hình: Chia Đất Thành Từng Lớp Với hi £ 2 m Để Tính Sức Chịu Tải Của Cọc  XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MẶT BẰNG ĐÀI CỌC: Xác định sơ bộ kích thước đài cọc: - Khoảng cách giữa các cọc là 4.d = 4x0.35 = 1.4 m. - Ứng suất trung bình dưới đế đài: stb = = = 59.137 T/m2 - Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài: gtb = 2 T/m3 - Diện tích bệ cọc được xác định sơ bộ như sau: = = 19.23 m2 - Trọng lượng bệ và lớp đất phủ trên bệ được xác định sơ bộ như sau: T - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài sơ bộ: T Xác định số lượng cọc: Số lượng cọc sơ bộ : n = = (cọc) : hệ số kể đến ảnh hưởng của momen Chọn số lượng cọc trong đài là n = 15 cọc. Bố trí cọc trong đài: Khoảng cách giữa mép cọc hàng biên đến mép đài là ¸ Chọn 17.5 cm. Khoảng cách giữa các cọc từ 3d ¸ 6d. Chọn 1.2 m. Lớp bê tông lót phủ ra khỏi mép đài một đoạn là 100 mm. Bố trí cọc trên mặt bằng như hình trên. Từ việc bố trí cọc ta xác định được diện tích đế đài thực tế là: m2 Trọng lượng bệ và lớp đất phủ trên bệ được xác định theo thực tế là: 74.8T Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: T Trọng lượng cọc T < Tàthỏa Momen tại đáy bệ: T.m Lực truyền xuống các cọc dãy biên: T T Trọng lượng cọc tính toán: T T < T Như vậy đã thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống cọc dãy biên và T > 0, nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. TÍNH LÚN CHO MÓNG CỌC: Kích thước của khối móng 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 jIIi : góc ma sát trong của lớp đất thứ i ; tg= tg4.3720 = 0.0828 Chiều dài của đáy khối móng quy ước: LM = 4.8 + 0.35 + 2x15.5x0.0828 = 7.716 m Chiều rộng của đáy móng khối quy ước: BM = 2.4 + 0.35 + 2x15.5 x 0.0828 = 5.317 m Diện tích của đáy khối móng quy ước: m2 Chiều cao của khối móng quy ước: HM = 18.5 m Xác định trọng lượng móng khối quy ước: Trọng lượng đất trong phạm vi từ đáy đài trở lên: T Trọng lượng đất từ đáy đài đến hết lớp thứ 3 (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 1.91 T Trọng lượng lớp đất thứ 4 (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 92.91 T Trọng lượng lớp đất thứ 5 (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 99.35 T Trọng lượng lớp đất thứ 6a (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 112.2 T Trọng lượng lớp đất thứ 6b (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 55.52 T Trọng lượng lớp đất thứ 7a (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 97.6 T Trọng lượng lớp đất thứ 7b (có trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): 444.46 T Trọng lượng cọc từ đáy đài trở xuống mũi cọc: T Trọng lượng khối móng quy ước: 1138.7T Nội lực của khối móng quy ước: Momen tiêu chuẩn ứng với trọng tâm khối móng quy ước: T.m Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước: T Độ lệch tâm e: m Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước: T/m2 T/m2 T/m2 Cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc: Công thức: (1,1.A.Bm.g II + 1,1.B.Hm.g’ II +3.D.C II ) 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 II = 0.97 T/m3 : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên.(kể đến đẩy nổi) g’II: Dung trọng trung bình của đất từ đáy móng khối quy ước trở lên. (kể đến đẩy nổi) g’II = = 0.915 T/m3 Lấy ktc = 1 (hệ số độ tin cậy, tiến hành khoan khảo sát ở hiện trường) m1 = 1.2; m2 = 1.3 ( Tra bảng 3-1, trang 27, tài liệu [9] ). (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 CII = 0.025 daN/cm2 = 0.25 T/m2 Lớp đất dưới mũi cọc có jtc = 29o23´ (Tra bảng 3-2, trang 27, tài liệu [9]). Þ A = 1.125; B = 5.5; D = 7.88 (1.1x1.125x5.717x0.97 + 1.1x5.51x17x0.915 + 3x7.88x0.25) T/m2 Nhận xét: T/m2 < T/m2 T/m2 < T/m2 T/m2 < T/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. Tính lún cho nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính: 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 Độ lún: S = , Si = Tính lún dưới đáy móng khối quy ước: Lm = 8.517 m; Bm = 5.717 m. Aùp lực bản thân tại mũi cọc: == 1.2x0.875+1.5x0.974+2.5x0.949+2.8x0.906+3x0.955 +1.6 x0.886+2.7x0.923+1.7x0.97 = 25.844 T/m2 Aùp lực gây lún ở đáy khối móng quy ước: = 38.94 – 25.844 = 13.056 T/m2 Tại giữa mỗi lớp đất ta xác định các trị số: = : Aùp lực bản thân. : Aùp lực gây lún. ( Trị số k0 tra bảng 3-7, trang 33, tài liệu [9] ứng với và tỷ số == 1.4 (z tính từ đáy móng khối quy ước) Chia nền đất dưới mũi cọc thành các lớp đất có chiều dày: hi = = = 1.143 m STT Độ sâu Z(m) 2z/B k0 (T/m2) (T/m2) (T/m2) 0 0 0.00 1 13.056 25.844 12.873 1 1.143 0.40 0.972 12.690 26.955 11.726 2 2.286 0.8 0.848 10.761 27.924 9.050 3 3.429 1.2 0.682 7.339 28.704 5.622 4 4.572 1.6 0.532 3.905 29.312 Xác định chiều cao vùng nén: HCN Tại điểm 4; z = 4.572 m có 3.905 T/m2<0.2.=0.2x29.312=5.86 T/m2 HCN = 4.572 m kể từ đáy khối móng quy ước trở xuống. Độ lún: m = 7 cm < cm Vậy móng thỏa về điều kiện biến dạng. Biểu Đồ Ứng Suất Dưới Mũi Cọc TÍNH NỘI LỰC TRONG MÓNG CỌC: Xác định tải đứng: 948.955T 1074.455T T T Xác định tải ngang: T T Tính chuyển vị đầu cọc: Giả sử đầu cọc được ngàm cứng vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. Momen quán tính tiết diện ngang của cọc: I = = = m4 Độ cứng tiết diện ngang của cọc: Eb.I = 2650.103x1.25x10-3 = 3313.88 T.m2 Eb: Mô đun đàn hồi của bê tông, Eb = 2.65x106 (T/m2) Chiều rộng quy ước bc của cọc: Theo TCXD 205-1998. d < 0.8m bc = 1,5.d + 0,5 = 2.6 m Hệ số tỷ lệ k theo công thức: Cz = k.z Chiều dài ảnh hưởng: lah = 2x(d +1) = 2x(0.35+1) = 2.7 m Chiều dài ảnh hưởng nằm trong lớp đất thứ 3 và lớp đất thứ 4 tra bảng nội suy: Ta được ktb = 384 (T/m4) Hệ số biến dạng: abd = = = 0.7276 m-1 Chiều sâu tính đổi cọc hạ trong đất: Le = abd.L = 0.7276x16 = 11.642 Le = 11.642 > 4, cọc tựa lên đất A0 = 2.441; B0 = 1.621; C0 = 1.751 dHH, dHM: là các chuyển vị ngang ở cao trình đáy đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình đáy đài. dMH, dMM: là các chuyển vị xoay ở cao trình đáy đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình đáy đài. = = 0.00354 = = 0.00171 = = 0.00134 Vì đầu cọc ngàm cứng vào đài dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có xuất hiện momen gọi là momen ngàm. = = - 1.353 T.m == -1.557 T.m Chuyển vị ngang y0 (m) tại cao trình đáy đài: = == 0.00144 m = 0.144 cm = == 0.00166 m = 0.166 cm Vậy , < [ygh] = 1 cm. Điều kiện chuyển vị đã thỏa. Tính momen uốn Mz theo chiều sâu của cọc: - Momen uốn Mz (Tm) được tính theo công thức: = Bảng giá trị Mz với Tra bảng G.3, trang 89, tài liệu [7] ta có giá trị A3, C3, D3: Z Ze A3 C3 D3 Mz 0.000 0 0 1 0 -0.831 0.275 0.2 -0.001 1 0.2 -0.653 0.550 0.4 -0.011 1 0.4 -0.482 0.825 0.6 -0.036 0.998 0.6 -0.322 1.100 0.8 -0.085 0.992 0.799 -0.180 1.374 1 -0.167 0.975 0.994 -0.060 1.649 1.2 -0.287 0.938 1.183 0.040 1.924 1.4 -0.455 0.866 1.358 0.117 2.199 1.6 -0.676 0.739 1.507 0.172 2.474 1.8 -0.956 0.53 1.612 0.206 2.749 2 -1.295 0.207 1.646 0.222 3.024 2.2 -1.693 -0.271 1.575 0.225 3.299 2.4 -2.141 -0.949 1.352 0.215 3.573 2.6 -2.621 -1.877 0.917 0.197 3.848 2.8 -3.103 -3.108 0.197 0.174 4.123 3 -3.54 -4.688 -0.891 0.149 4.810 3.5 -3.919 -10.34 -5.854 0.089 5.498 4 -1.614 -17.919 -15.075 0.054 BIỂU ĐỒ MOMEN UỐN Mz TH