Đồ án Chung cư An Phú, quận 2, TP Hồ Chí Minh

cốt thép cho cột có kích thước h*b. Số liệu : N, Mx, My. Tính l0, độ mảnh từng phương λx, λy. Tính ηx, ηyvà M’x, M’ynếu có. Tính , với Cx, Cy là cạnh song song với Momen uốn Mx, My. So sánh để chọn trường hợp tính toán. Giả sử tính toán theo Mx và tiết diện làm việc hợp lý Mx song song cạnh h. Giả thiết a = a’ = 5 (cm). h0 = h – 5 (cm). Z = h – 2a : khoảng cách trọng tâm cốt As và A’s. Tính toán chiều cao vùng nén x1 : x1 = , tính m0 : x1≤ h0→ m0 = 1 - . x1> h0→ m0 = 0.4. Tính M tương đương : M = M1 + m0M2 . Tính độ lệch tâm e1 = , ea. Với kết cấu siêu tĩnh : e0 = max (e1, ea). Chọn λ = max (λx, λy), tính ε = . Dựa vào ε và x1 phân chia trường hợp tính toán : Trường hợp lệch tâm bé : ε> 0.3 và x1> ξR h0 → Ast = , k = 0.4 Trường hợp lệch tâm rất bé – gần như nén đúng tâm : ε≤ 0.3 → Ast = , γe = : hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm, φe =φ + : hệ số uốn dọc phụ thêm khi nén đúng tâm. Trường hợp lệch tâm lớn thông thường : ε> 0.3 và x1≤ ξR h0 → Ast = , k = 0.4 Đánh giá và xử lý kết quả Giá trị cốt thép có thể âm hoặc dương. Cốt thép âm : Tiến diện cột quá lớn. Giảm kích thước cột hoặc giảm cấp độ bền bê tông hoặc bố trí thép cấu tạo. Cốt thép dương : Tính hàm lượng cốt thép μ = , A = b*h. Kiểm tra điều kiện : μmin≤ μ ≤ μmax , μmin = 0.5 %, μmax = 6%. μmin> μ : tiết diện còn lớn, có thể giảm. μ >μmax : tiết diện quá bé, tăng tiết diện hoặc cấp độ bền bê tông. Ta có kết quả tính toán sau: (Tổ hợp COMB26 Max). Từ kết quả tính toán trên bố trí thép dọc cho cột là 814. TÍNH TOÁN CỐT THÉP NGANG Lực cắt lớn nhất tại chân cột từ bảng giá trị nội lực là Qmax= 2,3 (T). Kiểm tra điều kiện hạn chế. Bêtông không bị phá hoại do ứng suất nén chính: Qo=ko.Rn.b.ho= 0,35.145.20.27 = 27 (T) > Qmax= 2,3 (T). (thỏa) Khả năng chịu cắt của bêtông: Q1=k1.Rk.b.ho=0,6.10,5.20.27=3,4 (T) >Qmax(thỏa). Bêtông đủ khả năng chịu cắt. Đặt cốt đai theo cấu tạo. Bố trí đai Trong phạm vi nút khung từ điểm cách mép trên đến mép dưới của sàn khoảng l1(l1 chiều cao tiết diện cột,1/6 chiều cao thông thủy của tầng và 45 cm); khoảng cách củ các cốt đai không lớn hơn 6 lần đường kính cốt thép dọc bé nhất.Chọn đai8,u=100mm. Đoạn còn lại (giữa cột):khoảng cách cốt đai bề rộng cột và 12 lần đường kính cốt thép dọc.Chọn đai 8,u=200mm . CHƯƠNG 9. NỀN MÓNG ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỊA TẦNG Theo kết quả khảo sát thì đất nền gồm các lớp đất khác nhau. Do độ dốc các lớp nhỏ, chiều dày khá đồng đều nên một cách gần đúng có thể xem xét nền đất tại mọi điểm của công trình có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình. Bảng 1. Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất. Lớp Tên đất Dày (m) tn (kN/m3) Hệ số rỗng e W (%) C (kG/cm2) E (MPa) 1 Đất san lấp 1 - - - - - - 2 Bùn sét dẻo 12 14,6 2,2 84,07 3o55’ 0,048 0,753 3 Cát pha dẻo 8 20,3 0,538 20,2 24o46’ 0,068 8,4 4 Cát trung chặt vừa 12 20,7 0,57 17,85 33o12’ 0,049 28,61 5 Sét pha lẫn sạn,trạng thái cứng - 20,6 0,543 21,8 20o42’ 0,281 46,3 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT Lớp đất số 1 Trên mặt là đất san đắp: cát, sạn sỏi, có chiều dày trung bình 1m. lớp đất này sẽ được loại bỏ khi làm tầng hầm. Lớp đất số2 Lớp bùn sét màu xám đen, ở trạng thái chảy, khả năng chịu tải yếu, có chiều dày khá lớn (12m). Lớp đất này không thể sử dụng để làm nền cho công trình. Lớp đất số3 Lớp cát pha màu xám vàng, lẫn ít sỏi sạn laterite, trạng thái dẻo, khả năng chịu tải khá lớn, chiều dày 8 m, có thể xem xét để làm nền cho công trình. Lớp đất số 4 Lớp cát trung, thô màu xám trắng, lẫn sạn sỏi thạch anh, trạng thái chặt vừa, khả năng chịu tải lớn, biến dạng lún nhỏ, chiều dày lớn, thích hợp để làm nền móng cho công trình,chiều dày 12 m. Lớp đất số 5 Lớp sét pha màu xám trắng, loang lỗ nâu đỏ, lẫn sạn cát mịn, ở trạng thái cứng. Lớp đất này có khả năng chịu tải lớn, chiều dày lớn, thích hợp làm nền cho công trình. ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN Mực nước ngầm xuất hiện tại khu vực xây dựng công trình thay đổi theo mùa, tuy nhiên mực nước tĩnh đo được tại cao độ -6,5m. Như vậy, khi thi công đài móng và tầng hầm tại cao độ -3,00m (mặt sàn) không bị tác động bởi mực nước ngầm. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG Lớp đất số 1 ngay dưới mặt đáy tầng hầm là đất yếu nên giải pháp sử dụng móng nông (băng hay bè trên nền thiên nhiên) cho công trình 12 tầng và 1 tầng hầm là không khả thi. Do đó móng sâu (móng cọc) là giải pháp thích hợp. Các lớp đất 3 và 4 có khả năng chịu tải khá, chiều dày lớn. Tuy nhiên lớp đất 3 lại nằm khá gần mặt đất tự nhiên, còn lớp đất số 4 (có khả năng chịu tải tốt) do đó lớp đất số 4 được lựa chọn để đặt mũi cọc. Lớp đất thứ 5 chịu tải tốt thích hợp làm móng công trình. PHƯƠNG ÁN 1. CỌC BTCT ĐÚC SẴN THIẾT KẾ MÓNG M5 (DƯỚI VÁCH P22) CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN Móng của công trình được tính toán theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân cột, vách và lõi, gồm các tổ hợp: 1 Nmax, MXtu, MYtu , QXtu, QYtu 2 MXmax, MYtu, Ntu, QXtu, QYtu 3 MYmax, MXtu, Ntu, QXtu, QYtu Chọn 1 trong 3 tổ hợp để tính toán và kiểm tra với 2 tổ hợp còn lại. Sàn tầng hầm ở cốt -3,0 m và mực nước ngầm ở cốt –6,5 m nên tầng hầm nằm trên mực nước ngầm, do đó không có áp lực thủy tĩnh. Tải trọng của khung truyền xuống móng này: Nội lực N(T) Mx (Tm) Qy(T) My (Tm) Qx(T) Trị tính toán 769 8,5 5 1,6 1,26 Trị tiêu chuẩn 668 7,4 4,3 1,4 1,1 CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN Việc tính toán móng cọc đài thấp dựa vào các giả thiết sau: Tải trọng ngang do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận. Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định như đối với cọc đơn đứng riêng rẽ, không kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc. Đài cọc xem như tuyệt đối cứng khi tính toán lực truyền xuống cọc. Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền lên các cọc chứ không trực tiếp truyền lên phần đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc. Khi xác định độ lún của móng cọc thì người ta coi móng cọc như một móng khối quy ước bao gồm cọc và các phần đất giữa các cọc. Vì việc tính toán móng khối quy ước giống như tính toán móng nông trên nền thiên nhiên (bỏ qua ma sát ở mặt bên móng) nên trị số momen của tải trọng ngoài tại đáy móng khối quy ước được lấy giảm đi một cách gần đúng bằng trị số momen của tải trọng ngoài so với cao trình đáy đài. Giằng móng có tác dụng tiếp thu nội lực kéo xuất hiện khi lún không đều, làm tăng cường độ và độ cứng không gian của kết cấu. Tuy nhiên khi mô hình tính khung, ta xem như cột ngàm cứng vào móng nên ta đã bỏ qua sự làm việc của giằng. SƠ BỘ CHIỀU SÂU ĐÁY ĐÀI VÀ CÁC KÍCH THƯỚC: Thiết kế mặt đài trùng mép trên kết cấu sàn tầng hầm (trùng cốt -3,00 m qui ước) Móng cọc được thiết kế là móng cọc đài thấp vì vậy độ chôn sâu của đài phải thỏa điều kiện lực ngang tác động ở đáy công trình phải cân bằng với áp lực đất tác động lên đài cọc. Chọn chiều cao đài móng là hđ =2 m. Chiều sâu đặt đáy đài tính từ cốt đất tự nhiên(-1,5m) là -5,00m.hhhkjkj Chiều sâu đặt đáy đài nhỏ nhất được thiết kế với yêu cầu cân bằng áp lực ngang theo giả thiết tải ngang hoàn toàn do lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận. Dùng Qmax= = 5,2 (T) để kiểm tra điều kiện cân bằng áp lực ngang đáy đài theo công thức thực nghiệm sau: (Sơ bộ chọn bề rộng đài là 4m). Hm chiều sâu chôn móng từ cốt thiên nhiên 3,5m. Hm Với : góc ma sát trong của đất từ đáy đài trở lên. : dung trọng của đất kể từ đáy đài trở lên mặt đất. Bđ : cạnh của đáy đài theo phương thẳng góc với tải ngang Q. m < Hm = 3,5 m. Vậy hm thỏa điều kiện cân bằng áp lực ngang nên ta có thể tính toán móng với giả thiết tải ngang hoàn toàn do lớp đất trên từ đáy đài tiếp nhận. CẤU TẠO CỌC Vật liệu - Bêtông mác M250 (Rn= 110 kG/cm2), (Rk = 90 kG/cm2) - Thép chịu lực AII (): Ra=Ra’= 2800 kG/cm2 - Thép đai nhóm AI, Rađ= 1800 kG/cm2 Kích thước cọc Sơ bộ chọn cọc đặc có tiết diện vuông 350x350. Mũi cọc cắm vào lớp đất cát trung chặt vừa 4,5 m. Chiều sâu mũi cọc là: 1 + 12 + 8 + 4,5 = 25,5 m. Chiều dài tính toán của cọc: 25,5 - 3,5 = 22 m. Cốt thép dọc 8 16 có Fa = 16,07 cm2. SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC Theo vật liệu làm cọc Sức chịu tải tính toán theo vật liệu của cọc được tính theo công thức sau: Pvl = j (RnFb + RaFa) Trong đó: j: Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh của cọc (với l0 = nl) Vì cọc ngàm trong đài và mũi cọc tựa trên nền đất cứng nên n = 0,7 => l0 = 0,7 x 23 = 16,1 m =>l = 16,1/0,35 = 46 =>j = 1,028 – 0,0000288.462 – 0,0016.46 = 0,876 - Rn: Cường độ chịu nén của bêtông M250. Rn = 110 kG/cm2. - Fb: Diện tích mặt cắt ngang của cọc. - Ra: Cường độ tính toán của thép AII. Ra = 2800 kG/cm2. - Fa: Diện tích tiết diện ngang cốt dọc. Fa = 16,07 cm2. → Pvl = 0,876.(0,11.35.35 + 2,8.16,07) = 157 T Theo chỉ tiêu cường độ đất nền Công thức tổng quát : SCT cực hạn : Qu = Qs + Qp Với : Qs : ma sát thân cọc (T). Qs = Asfs : cọc nằm trong 1 lớp đất (T). Qs = : cọc nằm trong n lớp đất (T). Qp : sức kháng mũi cọc (T). Qp = Apqp (T). Trong đó : Asi : diện tích mặt bên cọc nằm trong lớp đất i (m2). fsi : ma sát đơn vị thân cọc lớp đất i (T/m2). Ap: diện tích tiết diện mũi cọc (m2). qp : cường độ chịu tải cực hạn của đất mũi cọc (T/m2). fsi = cai + σ’hi *tgφai Trong đó : cai : lực dính giữa thân cọc và lớp đất i (T/m2), với cọc BTCT, cai = 0.7c trong đó c là lực dính của lớp đất thứ i. σ'hi : ứng suất hữu hiệu trong đất do tải trọng bản thân các lớp đất ở trạng thái tự nhiên gây ra theo phương vuông góc với mặt bên cọc của lớp đất i (T/m2). φai : góc ma sát giữa cọc và lớp đất i, với cọc BTCT lấy φa = φ, với φ : góc ma sát trong của lớp đất thứ i ( độ ). qp = c*Nc + σ’vp *Nq + γ*dp *Nγ Trong đó : c: lực dính đất nền dưới mũi cọc (T/m2). σ'vp : ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lương bản thân đất trạng thái tự nhiên, (T/m2). Nc , Nq, Nγ: hệ số SCT, phụ thuộc vào ma sát trong của đất, hình dạng mũi cọc, phương pháp thi công cọc, tra biểu đồ quan hệ bên dưới. Nc: (Nq-1)*cotgφ. Nq : tg2(45+)*eπtgφ. Nγ : 2*(Nq+1)*tgφ. γ : trọng lượng thể tích đất ở độ sâu mũi cọc (T/m3). dp : bề rộng tiết diện cọc (m). SCT cho phép của cọc : Qa = + Với : FSs: hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, FSs = 1.5 ÷ 2.0. FSp : hệ số an toàn cho sức chống mũi cọc, FSp = 2.0 ÷ 3.0. Công thức đơn gỉan tính gần đúng cho từng loại đất : SCT cực hạn của cọc trong đất dính : Qu = Qs + Qp = Asαcu + ApNc cu Với : cu: sức chống cắt không thoát nước của đất nền, T/m2, cu= cuu + σ’*tgφ(T/m2), với cuu : lực dính đơn vị của đất theo TN UU ( không cố kết không thoát nước ), σ’ : ứng suất pháp tuyến hữu hiệu ( pháp tuyến tức vuông góc với phương chịu cắt của đất ), trong trường hợp cọc thẳng đứng, ma sát dọc thân cọc →σ’ vuông góc với thân cọc. α : hệ số, không có thứ nguyên. Đối với cọc đóng lấy theo hình B.1 trong TCVN 205 – 1998 thiết kế móng cọc, với cọc nhồi lấy từ 0.3 ÷ 0.45 cho sét dẻo cứng và 0.6 ÷ 0.8 cho sét dẻo mềm. Nc : hệ số sức chịu tải lấy bằng 9.0 cho cọc đóng trong sét cố kết thường và 6.0 cho cọc nhồi. Lưu ý : Hệ số an toàn khi tính toán SCT của cọc theo công thức trên lấy bằng : 2.0 ÷ 3.0. Trị giới hạn của αcu : 1kg/cm2. Sức chịu tải cực hạn của cọc trong đất rời : Qu = Qs + Qp = AsKsσ’v tanφa + Apσ’vpNq Với : Ks : hệ số áp lực ngang trong đất ở trạng thái nghỉ, lấy theo hình B.2. σ'v : ứng suất hữu hiệu trong đất tại độ sâu tính toán ma sát bên tác dụng lên cọc, T/m2. φa : góc ma sát giữa đất nền và thân cọc. σ’vp : ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại mũi cọc, T/m2. Nq : hệ số SCT, xác định theo hình B.3 Lưu ý : Hệ số an toàn khi tính toán SCT của cọc theo công thức trên lấy bằng : 2.0 ÷ 3.0. Tính toán SCT cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền - phụ lục B : Sử dụng công thức tính toán tổng quát. Địa chất dọc thân cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc : Lớp đất Dày Chỉ tiêu cơ lý m γtc ctc φtc T/m3 kG/cm2 Độ Lớp 2 : Bùn sét dẻo 9,5 1,46 0,048 3,92 Lớp 3 : Cát pha dẻo 8 2,03 0,068 24,77 Lớp 4 : Cát trung chặt vừa 4,5 2,07 0,049 33,2 Thành phần ma sát bên thân cọc : Qs = As*fs = 0.35*4* fsi = cai + σ’hi*tgφai :phụ thuộc lực dính c, góc ma sát trong φvà ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương ngang do tải trọng bản thân các lớp đất ở trạng thái tự nhiên gây ra theo phương vuông góc với mặt bên cọc của lớp đất i (T/m2). Do σ’h = K0*σ’v- tỉ lệ với ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng của các lớp đất quanh thân cọc ở trạng thái tự nhiên , mà σ’vthay đổi theo độ sâu nên ta chia nhỏ đất quanh thân cọc thành những lớp có chiều dày ≤ 2m, tính σ’vi cho từng lớp tại điểm giữa mỗi lớp : Lớp đất Dày Lớp Chiều dày lớp γ σ’vi φ sinφ K0 σ’hi m i m T/m3 T/m2 Độ T/m2 Lớp 2 : Bùn sét dẻo 1,5 1 1,5 1,46 5,11 3,92 0,06 0,94 4,8 8 2 2 0,46 6,03 5,67 3 2 0,46 6,95 6,53 4 2 0,46 7,87 7,4 5 2 0,46 8,79 8,27 Lớp 3 : Cát pha dẻo 8 6 2 2,03 10,85 24,77 0,42 0,58 6,3 7 2 12,91 7,5 8 2 14,97 8,7 9 2 17,03 9,88 Lớp 4 : Cát trung chặt vừa. 4,5 10 2 2,07 19,2 33,2 0,55 0,45 8,7 11 2,5 21,4 9,63 Lớp đất Dày Lớp Chiều dày lớp c cai φai tgφai fsi m i m T/m2 T/m2 Độ T/m2 Lớp 2 : Bùn sét dẻo 1,5 1 1,5 0,48 0,34 3,92 0,068 0,67 8 2 2 0,73 3 2 0,79 4 2 0,85 5 2 0,91 Lớp 3 : Cát pha dẻo 8 6 2 0,68 0,48 24,77 0,47 3,45 7 2 4 8 2 4,57 9 2 5,12 Lớp 4 : Cát trung chặt vừa. 4,5 10 2 0,49 0,35 33,2 0,66 6,24 11 2,5 6,85 → Qs = As*fs = 0,35.4.(1,5.0,67+ 2.0,73 + 2.0,79 + 2.0,85 + 2.0,91 + 2.3,45 +2.4 + 2.4,57 + 2.5,12 + 2.6,24 + 2.6,85 ) = 95 (T). Thành phần sức kháng mũi : Qp = Apqp (T) qp = c*Nc + σ’vp *Nq + γ*dp *Nγ(T/m2). Với : C = 0,49 (T/m2). σ'vp = 21,4 (T/m2) Nq = tg2(45+)*eπtgφ = 26,7. Nc = (Nq-1)*cotgφ = 39,3. Nγ= 2*(Nq+1)*tgφ = 36,25. → Qp = Apqp = 0,35.0,35.(0,49.39,3 + 21,4.26,7 + 1,07.0,35.36,25) = 74(T). SCT cho phép : Qa = + → Qa = = 88 (T). → Sct cọc theo điều kiện nền : 88 (T). SCT thiết kế : Ptk ≤ min (Pvl, Qa) = 88 (T). → Chọn Ptk = 85(T). XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC Áp lực tính toán do đầu cọc tác dụng lên đài: (T/m2) Diện tích sơ bộ của đáy đài: (m2) Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài: (T) Số lượng cọc sơ bộ: cọc Chọn nc = 12 cọc. KIỂM TRA LỰC TÁC DỤNG LÊN CỌC Trọng lượng tính toán của đài: Lực dọc tính toán tại đáy đài: Momen tính toán tại đáy đài: Trọng lượng tính toán của cọc:= 1,1.0,352.22.2,5 = 7,7 T Lực truyền xuống cọc dãy biên: Ta kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc với tổng lực dọc tính toán, mômen theo hai phương (Mx.My) lực ngang theo hai phương (Qx.Qy) Điều kiện kiểm tra : Chiều cao đài được giả thuyết ban đầu : Hđ = 2 m Trọng lượng bản thân đài : Nttd= 1,1 . Fđ. g . hđ = 1,1 . 2,8.3,9 . 2,5 . 2 = 60,5 (T) Dời lực từ chân cột về trọng tâm đáy đài cọc ta được ; - SNtt= 769 + 60,5 = 829,5 T - SMxtt= 8,5 + 5.2= 18,5 Tm - SMytt= 1,6 + 1,26 . 2 = 4,12 Tm Tải trọng tác dụng lên cọc được xác định theo công thức : Trong đó : n - số lượng cọc trong đài . n = 12 cọc - 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 của hàng cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm đài = 79 (T)<[P] = 85 (T) = 67 (T)> 0 Vậy cọc thoả mản điều kiện chịu nhổ. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BIẾN DẠNG Xác định góc truyền lực jtb – góc ma sát trung bình của các lớp đất = 17,50 => Diện tích khối móng quy ước : Fmq = LmqxBmq Bmq = A1 + 2.L.tga = 2,8 + 2.22.tg(4,370)= 6,2 m Lmq = B1 + 2.L.tga = 3,9+ 2.22.tg(4,370)= 7,3 m Fmq = 6,2.7,3 = 45,26 (m2) Tải tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước + Trọng lượng bản thân đài Gđ = 2,5.2.2,8.3,9 = 54,6 (T) + Trọng lượng của đất trong khối móng quy ước (không kể trọng lượng của cọc) G2 = (Fmq – n.Ap)= (45,26 – 12.0,1225 )( 1,5 . 1,46 + 8.0,46 + 8.1,03 + 4,5.1,07 ) =829 (T) + Trọng lượng bản thân cọc G3 = 2,5.22.0,1225.12 = 81 (T) =>SNtcmq = 668 + 54,6 + 829 + 81 = 1633 (T) SMxmqtc= 7,4 + 4,3.22 = 102 Tm SMymqtc= 1,4 + 1,1.22 = 25,6 Tm + Độ lệch tâm: (m) (m) + Ứng suất tại đáy khối móng quy ước : (T/m2) + Điều kiện để nền ổn định là : Trong đó Với m1.m2 = 1 – hệ số điều kiện làm việc của nền đất và điều kiện làm việc của công trình tác động qua lại của đất nền Ktc – hệ số độ tin cậy (Ktc = 1 : đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ thí nghiệm). g - dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống. g’ - dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên. A.B.D – hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong nền (Đáy móng quy ước nằm ở lớp đất thứ 4 có j = 33,20. tra bảng 1.21 trang 53 Giáo trình nền móng(Châu Ngọc Ẩn). ta có A = 1,45 , B = 6,8;D = 8,9. g = 1,07 (T/m3) C = 0,49 (T/m2) b = Bmq = 6,2 (m) 1,5.1,46 + 8.0,46 + 8. 1,03 + 4,5 . 1,07 = 19 (T/m2) => Rtc = 1(1,45.6,2.1,07 + 6,8.19 + 0,49.8,9) = 149,75 (T/m2) Ta thấy (T/m2) < Rtc = 143 (T/m2) (T/m2) < 1.2Rtc = 172 (T/m2) (T/m2) > 0 Vậy nền đáy móng khối quy ước thỏa điều kiện về ổn định. KIỂM TRA LÚN MÓNG CỌC - Ta có thể tính toán độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. - Tính độ lún của móng cọc trong trường hợp này như độ lún của khối móng quy ước trên nền thiên nhiên. Lớp đất Bề dày hi (m) g (T/m3) Ứng suất bản thân 2 1,5 1,49 3,725 2 8 0,49 7,155 3 8 1,03 15,4 4 4,5 1,07 20,2 - Ứng suất gây lún tại đáy khối quy ước: - Chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng chọn (hi≤). - Xét 1 điểm thuộc trục qua tâm móng. có độ sâu z kể từ đáy móng: + Ứng suất do tải trọng ngoài gây ra: z = ko.. với ko= f() + Ứng suất do trọng lượng bản thân đất gây ra: bt = 20,2 + 1,07 z Bảng phân bố ứng suất dưới đáy khối móng qui ước: Điểm z K0 gl(T/m2) bt(T/m2) bt/gl 0 0,00 1,17 0,00 1,000 16 20,2 1,26 1 1,20 1,17 0,39 0,974 15,5 21,5 1,39 2 2,40 1,17 0,77 0,87 14 22,8 1,63 3 3,60 1,17 1,16 0,72 11,52 24,1 2,1 4 4,80 1,17 1,55 0,595 9,52 25,4 2,67 5 6,00 1,17 1,94 0,471 7,54 26,7 3,54 6 7,20 1,17 2,32 0,38 6,08 28 4,6 7 8,40 1,17 2,71 0,31 4,96 29,07 5,86 Tại điểm số 6 ta có bt/p = 5,86> 5 nên ta có thể chọn chiều sâu vùng chịu nén tại điểm này. Bảng tính lún cho khối móng quy ước Lớp đất Lớp phân tố Chiều dàylớp(cm) gl(T/m2) gltrung bình(T/m2) E(T/m2) Si(cm) 4 16 2861 0.8 1 120 15,75 0,53 15,5 15,5 2 120 14,75 0,49 14 14 3 120 12,76 0,43 11,52 11,52 4 120 10,52 0,35 9,52 9,52 5 120 8,53 0,29 7,54 7,54 6 120 6,81 0,28 6,08 5 7 120 6,08 5,52 4630 0,11 4,96 (cm) = 2,48 - Lập bảng và tính độ lún cuối cùng theo công thức: S= với: : ứng suất trung bình do tải trọng ngoài gây ra tại giữa lớp đất đang xét. hi= 1,2 m = 120 cm Eoi: Module tổng biến dạng được lấy từ thí nghiệm nén lún không nở hông. ở lớp đất 4 có Eo= 2861 T/m2 ; ở lớp đất 5 có Eo= 4630 T/m2. bi=0.8: hệ số không thứ nguyên để hiệu chỉnh cho sơ đồ tính toán đã đơn giản hóa. lấy cho mọi trường hợp. S==2,48 cm< Sgh=8cm (nền móng thỏa yêu cầu về biến dạng). TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO ĐÀI CỌC Vật liệu - Bêtông mác M350 (Rn= 145 kG/cm2), (Rk = 10,5 kG/cm2) - Thép chịu lực AIII (): Ra=Ra’= 3600 kG/cm2 - Thép đai nhóm AI, Rađ= 1800 kG/cm2. Kiểm tra điều kiện đâm thủng Tác nhân gây chọc thủng đài cọc : phản lực do các cọc nằm ngoài đáy tháp chọc thủng. Nếu tất cả các cọc trong đài đều bị bao trùm hoàn toàn bởi đáy tháp chọc thủng thì không cần kiểm tra. Tháp chọc thủng : xuất phát từ mép cột và mở rộng về 4 phía 1 góc 450. Kích thước đáy tháp chọc thủng : B = bc + 2* L = lc + 2* Với : bc, lc : chiều rộng và chiều cao cột. h2 là đoạn chiều cao đài từ mặt trên đài đến đầu cọc ngàm vào đài h2 = 2 – 0,2 = 1,8 (m). Móng M5 : Tiết diện vách : 30x200 (cm). Kích thước đáy tháp chọc thủng : B = bc + = 30 + * 180 = 285 (cm). L = lc + = 200 + * 180 = 455 (cm). Số cọc nằm ngoài đáy tháp chọc thủng : Với những cọc nằm ngoài đáy tháp chọc thủng, sử dụng phản lực đầu cọc làm lực gây chọc thủng tính toán. Với những cọc có 1 phần nằm ngoài đáy tháp, ta tính diện tích nằm ngoài và phản lực của phần cọc đó. Với diện tích đáy BxL = 2,85x4,55 bao trùm ngoài các đầu cọc nên không cần kiểm tra chọc thủng. Tính toán thép cho đài Xem đài cọc làm việc như 1 conson ngàm tại mép cột. chịu tác động thẳng đứng từ cột. + Cốt thép theo mặt ngàm I-I - Lực nén lên các cọc : - Mômen tại mặt ngàm I-I : = 71,27. 2.0,7 + 69,84 .0,7=198 Tm - Diện tích cốt thép theo phương cạnh dài : - Chọn 18a200à Fa = 35,6 cm2 - Chiều dài mỗi thanh : lth = l – 2x50 = 3900 – 100 = 3800= 3,8 (m) + Cốt thép theo mặt ngàm II-II - Lực nén lên các cọc : - Mômen tại mặt ngàm II-II : = ( 2.71,27 + 2.70,1 ).0,95 = 268,6 (Tm) - Diện tích cốt thép theo phương cạnh ngắn : - Chọn 20a200à Fa = 62,8 cm2 - Chiều dài mỗi thanh : lth = b – 2x50 = 2800 – 100 = 2700= 2,7 (m) THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG M6 CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN Móng của công trình được tính toán theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân cột, vách và lõi, gồm các tổ hợp: 1 Nmax, MXtu, MYtu , QXtu, QYtu 2 MXmax, MYtu, Ntu, QXtu, QYtu 3 MYmax, MXtu, Ntu, QXtu, QYtu Chọn 1 trong 3 tổ hợp để tính toán và kiểm tra với 2 tổ hợp còn lại. Tải trọng của khung truyền xuống móng này: Nội lực N(T) Mx (Tm) Qy(T) My (Tm) Qx(T) Trị tính toán 7318 771 183 709 4,9 Trị tiêu chuẩn 6098 643 153 591 4,1 SƠ BỘ CHIỀU SÂU ĐÁY ĐÀI VÀ CÁC KÍCH THƯỚC: Thiết kế mặt đài trùng mép trên kết cấu sàn tầng hầm (trùng cốt -3,00 m qui ước) Móng cọc được thiết kế là móng cọc đài thấp vì vậy độ chôn sâu của đài phải thỏa điều kiện lực ngang tác động ở đáy công trình phải cân bằng với áp lực đất tác động lên đài cọc. Chọn chiều cao đài móng là hđ =2 m. Chiều sâu đặt đáy đài tính từ cốt đất tự nhiên(-1,5m) là -5,00m.hhhkjkj Chiều sâu đặt đáy đài nhỏ nhất được thiết kế với yêu cầu cân bằng áp lực ngang theo giả thiết tải ngang hoàn toàn do lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận. Dùng Qmax= = 181 (T) để kiểm tra điều kiện cân bằng áp lực ngang đáy đài theo công thức thực nghiệm sau: (Sơ bộ chọn bề rộng đài là 10,8m). Hm chiều sâu chôn móng từ cốt thiên nhiên 3,5m. Hm Với : góc ma sát trong của đất từ đáy đài trở lên. : dung trọng của đất kể từ đáy đài trở lên mặt đất. Bđ : cạnh của đáy đài theo phương thẳng góc với tải ngang Q. m < Hm = 3,5 m. Vậy hm thỏa điều kiện cân bằng áp lực ngang nên ta có thể tính toán móng với giả thiết tải ngang hoàn toàn do lớp đất trên từ đáy đài tiếp nhận. XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC Áp lực tính toán do đầu cọc tác dụng lên đài: (T/m2) Diện tích sơ bộ của đáy đài: (m2) Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài: (T) Số lượng cọc sơ bộ: cọc Chọn nc = 108 cọc. KIỂM TRA LỰC TÁC DỤNG LÊN CỌC Ta kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc với tổng lực dọc tính toán, mômen theo hai phương (Mx.My) lực ngang theo hai phương (Qx.Qy) Điều kiện kiểm tra : Mô hình đài và móng cọc bằng chương trình SAFE 12.2 như hình vẽ. Chạy chương trình ta được các phản lực đầu cọc như hình vẽ. Ta có >0(không cần kiểm tra cọc chịu nhổ). <[P]=85T (thỏa). KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BIẾN DẠNG Xác định góc truyền lực jtb – góc ma sát trung bình của các lớp đất = 17,50 => Diện tích khối móng quy ước : Fmq = LmqxBmq Bmq = A1 + 2.L.tga = 12,7 + 2.22.tg(4,370)= 15 m Lmq=B1 + 2.L.tga=9,4 + 2.22.tg(4,370)=12,7m Fmq = 12,7.15 = 191m2 Tải tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước + Trọng lượng bản thân đài Gđ = 2,5.2.9,4.12,7 = 597 (T) + Trọng lượng của đất trong khối móng quy ước (không kể trọng lượng của cọc) G2 = (Fmq – n.Ap)= (191 – 108.0,1225 )( 1,5 . 1,46 + 8.0,46 + 8.1,03 + 4,5.1,07 ) =3322 (T) + Trọng lượng bản thân cọc G3 = 2,5.22.0,1225.108 = 849 (T) =>SNtcmq = 6098 + 597 + 3322 + 849 = 11320 (T) SMxmqtc= 643 + 153.22 = 4009 Tm SMymqtc= 709 + 4,1.22 = 780 Tm + Độ lệch tâm: (m) (m) + Ứng suất tại đáy khối móng quy ước : (T/m2) + Điều kiện để nền ổn định là : Trong đó Với m1.m2 = 1 – hệ số điều kiện làm việc của nền đất và điều kiện làm việc của công trình tác động qua lại của đất nền Ktc – hệ số độ tin cậy (Ktc = 1 : đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ thí nghiệm). g - dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống. g’ - dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên. A.B.D – hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong nền (Đáy móng quy ước nằm ở lớp đất thứ 4 có j = 33,20. tra bảng 1.21 trang 53 Giáo trình nền móng(Châu Ngọc Ẩn). ta có A = 1,45 , B = 6,8;D = 8,9. g = 1,07 (T/m3) C = 0,49 (T/m2) b = Bmq = 15,27 (m) 1,5.1,46 + 8.0,46 + 8. 1,03 + 4,5 . 1,07 = 19 (T/m2) => Rtc = 1(1,45.15.1,07 + 6,8.19 + 0,49.8,9) = 156 (T/m2) Ta thấy (T/m2) < Rtc = 156 (T/m2) (T/m2) < 1.2Rtc = 188 (T/m2) (T/m2) > 0 Vậy nền đáy móng khối quy ước thỏa điều kiện về ổn định. KIỂM TRA LÚN MÓNG CỌC Do móng có cạnh lớn hơn 10m và có diện tích hơn 100m2 nên ta tính toán lún cho móng bè cọc. Độ lún của móng bè cọc do độ lún của nền đất dưới mũi cọc gây nên. Độ lún móng bè cọc được tí