Đồ án Thiết kế cao ốc văn phòng quận 1 tp hồ Chí Minh

8 -11226.43 7.4.1. Chọn vật liệu làm cọc Bê tông B25 Cốt thép AII Rb (daN/m2) Rbt (daN/m2) Eb (daN/m2) Rs (daN/m2) Rsc (daN/m2) Es (daN/m2) 1,45.1 1,05.1 30.1 2,8.1 2,8.1 210.1 7.4.2. Chọn sơ bộ số lượng cọc Chọn cọc tiết diện tròn: D = 1,0m => Acọc = = = 0,785 (m2) Chọn cốt thép trong cọc: Theo điều 3.3.6 TCXD 205 – 1998, khi tính toán cọc chịu tải trọng ngang, hàm lượng cốt thép dọc trong cọc không nhỏ hơn 0,4%0,65% As = 0,7%. Acọc = 0,7%.7850= 54,95 (cm2) => Chọn 16f20 (As = 60,82 cm2) Dự kiến hạ mũi cọc ở độ sâu 30m so với mặt đất tự nhiên - Đoạn ngàm cọc vào đài: 0,3m - Đoạn đập đầu cọc: 30f = 600 mm = 0,6m. Chọn 0,7m - Lớp đất đặt đài cọc là lớp đất 2 có các chỉ tiêu cơ lý sau + Độ ẩm tự nhiên: W = 25,9% + Dung trọng ướt: = 1,889 g/cm3 + Dung trọng khô: = 1,500 g/cm3 + Dung trọng đẩy nổi: = 0,950 g/cm3 + Lực dính đơn vị: C = 0,193 kG/cm2 + Góc ma sát trong: = 9o54’ Giả thiết bề rộng đài B = 4,6m Cao độ đáy tầng hầm là -3,0m Chiều sâu đặt đài móng tối thiểu = = 0,9 (m) Trong đó: – là dung trọng và góc ma sát trong trong phạm vi chiều sâu chôn móng B – là bề rộng theo phương thẳng góc với lực ngang Chọn chiều sâu đặt đài hm = -5,2m (tính từ mặt đất tự nhiên) Vậy tính toán như móng cọc đài thấp. Chọn chiều cao đài cọc như sau hđ 2.D + 10cm = 2.100 + 10 = 210 (cm). Chọn chiều cao đài hđ = 2,2m => Chiều dài cọc nằm trong đất là: lcọc = 30 – 5,2 = 24,8 (m) 7.4.3. Tính toán sức chịu tải 7.4.3.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Theo TCXD 195: 1997, sức chịu tải của vật liệu cọc tính theo công thức P = Ru.Ab + Ran.As Trong đó: = 6 MPa = 6.105 daN/m2 Với R là Mác thiết kế của bê tông cọc, MPa Ab – là diện tích tiết diện ngang cọc, cm2 Ab = Acọc – As = 7850 – 60,82 = 7789 (cm2) As – là diện tích tiết diện cốt thép dọc trục (cm2) = 196,7 MPa =196,7.105 daN/m2 Với Rc là giới hạn chảy của cốt thép, MPa Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là P = 6.105.0,7789 + 196,7.105.0,006082 = 586973 (daN) 7.4.3.2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền Theo TCXD 195: 1997, sức chịu tải của cọc theo đất nền tính theo công thức Trong đó: FSs – là hệ số an toàn cho thân cọc, lấy FSs = 2 FSb – là hệ số an toàn cho mũi cọc, lấy FSb = 3 Qs – là sức chịu cực hạn do ma sát bên Qp – là sức chịu tải cực hạn do mũi cọc + Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc: Qp = Ap.qp Trong đó: As – là diện tích của mặt bên cọc, As = 9,734 (m2) qp – là cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc qp = c.Nc + .Nq + .d. Với: c – là lực dính của đất ở đầu mũi cọc – là trọng lượng thể tích của đất nền – là ứng suất theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc d – là đường kính tiết diện cọc Nc, Nq, – là hệ số sức chịu tải phụ thuộc chủ yếu vào góc ma sát trong của đất và hình dạng mũi cọc Vì mũi cọc nằm ở lớp đất thứ 5, ta có c = 420 daN/m2 = 982 daN/m3 d = 1,0 m (theo biểu đồ Meyerhof – Sách nền và móng của tác giả Lê Anh Hoàng – NXB Xây Dựng 2004) = . li = (1,859.2,5 + 1,889.0,4 + 0,95.2,4 + 0,988.6,8 + 0,912.5,7 + 0,982.11,4).103 = 30,795.103 (daN/m2) => qp = 420.49 + 30795.25 + 982.1,0.18 = 808,131.103 (daN/m2) Vậy sức chịu tải cực hạn do mũi cọc là Qp = 0,785.808,131.103 = 634,383.103 (daN) + Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên: Qs = u. Trong đó: u – là chu vi tiết diện ngang thân cọc li – là chiều dài các lớp đất mà cọc đi qua fi – là ma sát bên đơn vị giữa cọc và đất fi = ca + Với: ca – là lực dính đơn vị giữa cọc và đất, ca = 0,7.c – là ứng suất theo phương thẳng đứng do tải trọng của cột đất Ks – là hệ số áp lực ngang trong đất, Ks = (1,21,4).(1 - sin) – là góc ma sát giữa cọc và đất nền, = Lớp g daN/m3 g' daN/m3 j = ja ca = 0,7.c daN/m2 dv daN/m2 Ks tgja fi daN/m2 li m 1 1859 1859 7o17' 1197 4647,5 1,048 0,128 1820,4 2,5 2 1889 950 9o54' 1351 7683,1 0,994 0,175 2687,5 2,8 3 1919 988 28o50' 30 14401,5 0,621 0,551 4957,9 6,8 4 1899 912 9o10' 1365 19599,9 1,010 0,161 4552,1 5,7 5 1912 982 28o52' 29 30794,7 0,621 0,551 10566,5 11,4 192194,3 => Qs = u.= (.1,0).192194,3 = 603490 (daN) => Sức chịu tải cực hạn của cọc là Qu = Qs + Qp = 603490 + 634383 = 1237873 (daN) => Sức chịu tải của cọc theo đất nền là = = 513206 (daN) 7.4.3.3. Sức chịu tải của một cọc đơn So sánh các giá trị sức chịu tải của cọc, chọn giá trị nhỏ nhất trong các giá trị tính toán Qa = min = 513206 (daN) 7.4.4. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong đài 7.4.4.1. Xác định số lượng cọc n = k. Trong đó: k – là hệ số kể đến mômen lệch tâm, k = (1,21,4) => n = 1,2. = 2.5 (cọc). Chọn số lượng cọc trong đài là 3 cọc 7.4.4.2. Bố trí cọc trong đài Khoảng cách giữa các tim cọc e 3d = 3m. Chọn e = 3,4m Khoảng cách từ mép cọc đến mép đài 20cm. Chọn 30cm Kích thước cột axb = 0,8mx0,8m Chiều cao đài cọc chọn 2,2m Kích thước đài cọc như hình vẽ sau Hình 7.6 Sơ đồ bố trí cọc trong đài cọc móng 5D Diện tích đài Ađài = 18.705 m2 Đài cọc tương đương hình vuông có cạnh 4.3 m 7.4.5. Kiểm tra móng cọc 7.4.5.1. Kiểm tra tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc Kiểm tra tải tác dụng lên cọc với tổng lực dọc tính toán mômen theo 2 phương (Mx, My), lực ngang theo 2 phương (Qx, Qy) Trọng lượng bản thân đài cọc = n.Ađ.h.= 1.1x18.705x2,2x2500 = 113165.25 (daN) Dời các lực từ chân cột về trọng tâm đáy đài cọc = 113165.25 + 1072976.8 = 1186142.05 (daN) = 7678.01 + (-12910.4)x2.2 = -20724.87 (daN.m) = -17220.88 + 6640.07x2.2 = -2612.73 (daN.m) Tải trọng tác dụng lên cọc Trong đó: nc – là số lượng cọc Xmax, Ymax – là khoảng cách từ tim cọc biên đến trục Y, trục X Xi, Yi – là khoảng cách từ tim cọc thứ i đến các trục đi qua trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại mặt phẳng đáy đài Ta có: Xmax = 1.5 m, Ymax = 1.73 m (-1.5)2 + 1.52 + 0 = 4.5 m 2x0.872 + 1.732 = 4.51 m => Pmax = = 404217.2 (daN) Pmin = = 386544.1 (daN) Kiểm tra điều kiện (thỏa) Vì tải trọng tác dụng lên cọc nhỏ hơn sức chịu tải tính toán của cọc cho nên thiết kế cọc như trên là hợp lý. Không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ do Pmin > 0. 7.4.5.2. Kiểm tra ổn định của nền đất ở mũi cọc Xem đất xung quanh cọc và đài cọc là một khối móng quy ước Tính góc ma sát trung bình của các lớp đất theo chiều dài cọc = = 21o20’ Góc truyền lực = 5o20’ Độ lún của nền dưới mũi cọc do tải trọng của móng khối quy ước gây lên, gồm trọng lượng bản thân của đài, của cọc và của đất trong khối quy ước Kích thước móng khối qui ước thể hiện trong hình sau Hình 7.7 Kích thước móng khối qui ước Diện tích đáy khối móng qui ước Aqư = 68.6 m2 Đáy móng khối qui ước tương đương với hình vuông có cạnh 8.28 m Sức chịu tải của đất nền (theo trạng thái giới hạn II) Trong đó: m1, m2 – là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và công trình. Tra bảng 1.24 trang 34 sách “nền và móng” của tác giả Lê Anh Hoàng, với đất cát bụi bão hòa nước và L/H 1,5 ta có: m1 = 1,1 và m2 = 1,2 Ktc – là hệ số độ tin cậy, đặc trưng tính toán của đất dựa vào kết quả thống kê nên Ktc = 1,1 Hqư – là chiều sâu mũi cọc (tính từ MĐTN), Hqư = 30m – là dung trọng của đất phía trên và dung trọng đẩy nổi của đất ở phía dưới đáy móng, đất nền dưới đáy móng khối quy ước là lớp đất thứ 5 có = 28o52’; c = 420 daN/m2; = 982 daN/m3 = 1054,6 (daN/m3) Tra bảng 1.1 trang 8 sách “Nền và móng”của tác giả Lê Anh Hoàng, ta có A = 1,06 B = 5,24 D = 7,76 => = 213193.36 (daN/m2) Trọng lượng của móng khối quy ước Trọng lượng đất của móng khối quy ước từ đáy đài trở lên Q1 = Bqư.Lqư..h = 8,28.8,28.(2,5.1859 + 0,4.1889 + 1,5.950) – 5.5.(1,5.950 + 0,4.1889 + 0,3.1859) = 1475484.1– 68457,5 = 399666.11 (daN) Trọng lượng móng khối quy ước từ đáy đài trở xuống đến mũi cọc Q2 = (Aqư – 3.Acọc)..h = (68.6– 3.0,785).[(0,9.950 + 6,8.988 + 5,7.912 + 11,4.982) = 1587667.42 (daN) Trọng lượng cọc (có xét đến đẩy nổi) Q3 = 3.Acọc..lcọc = 3.0,785.(2500 – 1000).24,8 = 87606 (daN) Trọng lượng đài Qđài = 1,1. A.B..h = 1,1x4,3x4,3x2,2x2500 = 111864.5 (daN) => Trọng lượng móng khối quy ước Q = Q1 + Q2 + Q3 + Qđ = 399666.11 + 1587667.42 + 87606 + 111864.5 = 2186804.03 (daN) Tải trọng truyền xuống móng khối quy ước 2186804.03 + 933023.3 = 3119827.33 (daN) 6676.53 + (-11226.43)x2,2 = -18021.61 (daN.m) -14974.68 + 5773.97x2,2 = -2271.95 (daN.m) Ứng suất ở đáy móng khối quy ước = = 45478.53 (daN/m2) = = 45693.03 (daN/m2) = = 45264.03 (daN/m2) Kiểm tra điều kiện (thỏa) Vậy nền đất còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi. Đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 7.4.5.3. Kiểm tra biến dạng của nền đất dưới mũi cọc Dùng tải trọng tiêu chuẩn để tính và quan niệm móng cọc với đất là móng khối quy ước và coi như là móng nông trên nền thiên nhiên. Độ lún trong trường hợp này là do nền dưới đáy móng khối quy ước gây ra (bỏ qua biến dạng của bản thân của các cọc) Chiều dài, chiều rộng và chiều cao móng khối quy ước lần lượt là Lqư = 8,28 m Bqư = 8,28 m Hqư = 24,8 m Dùng phương pháp phân tầng cộng lún các lớp phân tố - Chiều dày lớp phân tố h = 0,2.Bqư = 0,2.8,28 =1,656 (m). chọn h = 1.5m - Cường độ áp lực gây lún trung bình tại đáy móng khối quy ước Pgl = = 45478.53 - 30794,7 =14683.83 (daN/m2) - Ứng suất gây lún dưới đáy móng = ko.14683,83 (daN/m2) Trong đó: ko – là hệ số góc để tính ứng suất (tra bảng 1.21 – trang 30 sách “Nền và móng” của tác giả Lê Anh Hoàng) - Ứng suất bản thân tại đáy móng (daN/m2) - - Biết P1 và P2 của mỗi lớp, dựa vào đường cong nén lún ta xác định được trị số e1 và e2 của mỗi lớp - Kết quả thí nghiệm nén cố kết của lớp đất số 5 như sau P (daN/m2) 2500 5000 10000 20000 40000 80000 e 0,648 0,62 0,591 0,563 0,536 0,502 - Độ lún của mỗi lớp Trong đó: hi – là chiều dày mỗi lớp (hi = 1.5m) Bảng xác định độ lún móng khối qui ước Điểm Z (m) ko e1 e2 si (cm) 1 0 0 1 32267.7 14683.8 33004.2 46696.9 0.5445 0.5285 1.55 2 2 0.27 0.865 33740.7 12701.5 34477.2 45798.4 0.5418 0.5282 1.32 3 4 0.54 0.677 35213.7 9940.95 35950.2 44143.8 0.5392 0.5289 1.00 4 6 0.82 0.439 36686.7 6446.2 Tổng 3.88 Tại z = 6 m ta thấy nên ta dừng việc tính lún. Tổng độ lún tính được là S = 3.88 (cm) Thỏa mãn yêu cầu về biến dạng. 7.4.5.4. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang Tải trọng ngang ở chân cột Lực ngang ở chân cột: QX = 6640.07 (daN) QY = -12910.4 (daN) Mômen tính toán tác dụng lên một cọc MOX = QX.hđ = 6640.07.2,2 = 14608.2 (daN.m) MOY = QY.hđ = -12910.4.2,2 = -28402.9 (daN.m) Lực ngang tác dụng lên mỗi cọc là HOX = = = 4869.4 (daN) HOY = = = -9467.6 (daN) 7.4.5.5. Tính toán chuyển vị ngang và góc xoay đầu cọc Tính toán cọc chịu tải trong ngang (theo biấn dạng) nhằm kiểm tra điều kiện Trong đó: - lần lựot là chuyển vị ngang của đầu cọc (m) và góc xoay của cọc (rad) xác định theo công thức - là trị số giới hạn cho phépcủa chuyển vị ngang đầu cọc và góc xoay của cọc, được quy định trong nhiệm vụ thiết kế nhà hay công trình Hệ số biến dạng Trong đó: K – là hệ số tỷ lệ, tra bảng G.1 TCXD 205 – 1998, K = 4.105 (daN/m4) bc – là bề rộng quy ước của cọc khi d > 0,8m thì bc = d + 1 = 1 + 1 = 2 (m) Eb – là môđun đàn hồi ban đầu của bê tông cọc, Eb = 30x108 daN/m2 I – Mômen quán tính tiết diện ngang của cọc Chiều sâu tính đổi của phần cọc trong đất Le: m Chuyển vị ngang của tiết diện bởi H0 = QCtt = 1 Chuyển vị ngang và góc xoay của tiết diện bởi mômen M0 = MCtt = 1 và lực H0 = QCtt = 1 Góc xoay của tiết diện bởi mômen M0 = MCtt = 1 A0, B0, C0 – Hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng G2 – TCXD 205: 1998 phụ thuộc vào chiều sâu tính đổi của phần cọc trong đất Le Le = 9.11 m => A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751 Áp dụng tính toán Chuyển vị ngang y0 (m), và góc xoay y0 (rad) của tiết ngang cọc tại cao trình đáy đài Trong đó: H0 – gía trị tính toán của lực cắt tại đầu cọc, lấy H = H0 = QCtt M0 – giá trị tính toán của mômen tại đầu cọc Phương x yox = HoxdHH + MoxdHM = 4869.4x2.97x10-7+ 14608.4x0.617x10-7 = 23475.5x10-7 m yox = HoxdMH + MoxdMM = 4869.4x0.617x10-7 + 14608.4x0.21x10-7 =6072.2x10-7rad Phương y yoy = HoydHH + MoydHM = 9467.6x2.97x10-7 + 28402.9x0.617x10-7 = 45643.3x10-7 m yoy = HoydMH + MoydMM =9467.6x0.617x10-7 + 28402.9x0.21x10-7 = 11806.1x10-7 rad Chuyển vị ngang (m) và góc xoay (rad) của tiết diện ngang cọc tại cao trình đáy đài H – giá trị tính toán của lực cắt tại đầu cọc M – giá trị tính toán của mômen tại đầu cọc M = M0 + QCttxl0 l0 – chiều dài đoạn cọc (m) từ đáy đài đến mặt đất, cọc đài thấp l0 = 0 = yox = 23475.5x10-7m < 1 cm = yoy = 45643.3x10-7m < 1 cm 6072.2x10-7rad < 0.002 rad 11806.1x10-7 rad < 0.002 rad Vậy móng thoả mãn điều kiện chuyển vị ngang và chuyển vị xoay 7.3.5.6. Kiểm tra tiết diện của cọc theo độ bền của vật liệu dưới tác động đồng thời của lực dọc trục, mômen và lực ngang Áp lực tính toán sx (daN/m2), mômen Mz (daNm), lực cắt Qz (daN) trong các tiết diện cọc được tính theo công thức Trong đó: ze – chiều sâu tính đổi ze = abdz A1, B1, C1, D1, A3, B3, D3,C3, A4, B4, D4 – tra bảng G3 – TCXD 205:1998 Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau z (m) ze (m) A3 B3 C3 D3 Mx (daNm) A4 B4 C4 D4 Qy (daN) 0.00 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 14608.2 0.000 0.000 0.000 1.000 9467.6 0.32 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 16168.9 -0.005 0.000 0.000 1.000 9280.5 0.64 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 17667.9 -0.020 -0.003 0.000 1.000 8812.1 0.96 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 19033.0 -0.045 -0.009 -0.001 1.000 8058.0 1.28 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 20274.6 -0.080 -0.021 -0.003 1.000 7111.3 1.60 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 21357.2 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 6046.3 1.92 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 22284.7 -0.180 -0.072 -0.016 0.997 4863.3 2.24 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 22965.2 -0.245 -0.114 -0.030 0.994 3641.4 2.56 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 23456.0 -0.320 -0.171 -0.051 0.989 2459.9 2.88 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 23736.2 -0.404 -0.243 -0.082 0.980 1323.6 3.21 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 23698.1 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 241.5 3.53 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 23578.6 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 -701.0 3.85 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 23307.0 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 -1455.5 4.17 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 22771.0 -0.838 -0.730 -0.356 0.876 -2042.4 4.49 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 22089.0 -0.967 -0.910 -0.479 0.821 -2366.7 4.81 1.5 -0.559 -0.420 0.811 1.437 21268.0 -1.105 -1.116 -0.630 0.747 -2528.5 5.13 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 20381.5 -1.248 -1.350 -0.815 0.652 -2362.4 5.45 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 19369.8 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -2112.4 5.77 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 18264.3 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -1862.4 6.09 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 17176.2 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -1612.4 6.41 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 16025.1 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -1362.4 7.05 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 13659.7 -2.125 -3.360 -2.849 -0.692 -1112.4 7.69 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 11472.3 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -862.4 8.33 2.6 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 9323.4 -2.437 -5.140 -5.355 -2.821 -612.4 8.97 2.8 -3.103 -4.178 -3.108 0.197 7651.2 -2.346 -6.023 -6.990 -4.445 -362.4 9.62 3.0 -3.541 -6.000 -4.688 -0.891 6043.1 -1.969 -6.765 -8.840 -6.520 -112.4 11.22 3.5 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 3980.5 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -84.3 12.82 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 3426.0 9.244 -0.358 -15.611 -23.140 -43.2 Biểu đồ mômen cọc Biểu đồ lực cắt cọc theo phương x (Mx) theo phương y (Qy) z (m) ze (m) A3 B3 C3 D3 My (daNm) A4 B4 C4 D4 Qx (daN) 0.00 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 28402.9 0.000 0.000 0.000 1.000 4869.4 0.32 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 29963.6 -0.005 0.000 0.000 1.000 4773.1 0.64 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 31462.6 -0.020 -0.003 0.000 1.000 4532.3 0.96 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 32827.7 -0.045 -0.009 -0.001 1.000 4137.9 1.28 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 34069.3 -0.080 -0.021 -0.003 1.000 3637.9 1.60 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 35138.1 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 3057.6 1.92 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 36051.8 -0.180 -0.072 -0.016 0.997 2397.0 2.24 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 36704.7 -0.245 -0.114 -0.030 0.994 1677.3 2.56 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 37140.4 -0.320 -0.171 -0.051 0.989 932.8 2.88 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 37324.0 -0.404 -0.243 -0.082 0.980 146.3 3.21 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 37147.9 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 -690.5 3.53 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 36821.6 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 -1553.2 3.85 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 36246.4 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 -2436.6 4.17 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 35282.8 -0.838 -0.730 -0.356 0.876 -3370.7 4.49 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 34035.2 -0.967 -0.910 -0.479 0.821 -4339.1 4.81 1.5 -0.559 -0.420 0.811 1.437 32455.5 -1.105 -1.116 -0.630 0.747 -5406.5 5.13 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 30575.8 -1.248 -1.350 -0.815 0.652 -6526.8 5.45 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 28281.2 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -6546.8 5.77 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 25575.5 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -6526.8 6.09 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 22487.1 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -6026.8 6.41 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 18880.6 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -5526.8 7.05 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 14880.6 -2.125 -3.360 -2.849 -0.692 -4826.8 7.69 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 10680.6 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -4026.8 8.33 2.6 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 8680.6 -2.437 -5.140 -5.355 -2.821 -3126.8 8.97 2.8 -3.103 -4.178 -3.108 0.197 6680.6 -2.346 -6.023 -6.990 -4.445 -2126.8 9.62 3.0 -3.541 -6.000 -4.688 -0.891 4680.6 -1.969 -6.765 -8.840 -6.520 -926.8 11.22 3.5 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 2680.6 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -626.8 12.82 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 559.6 9.244 -0.358 -15.611 -23.140 -326.8 Biểu đồ mômen cọc Biểu đồ lực cắt cọc theo phương x (Mx) theo phương y (Qy) 7.3.5.7. Kiểm tra độ ổn định đất nền quanh cọc khi chịu áp lực ngang Điều kiện đất nền quanh cọc không bị phá hỏng khi chịu áp lực ngang бz £ бgh sz – áp lực tính toán tại độ sâu z Le = 9.11 m > 2.5m => ta kiểm tra điều kiện này tại vị trí z = 0.85/abd = 0.85/0.312 = 2.7 m ze = abdz = 0.312x2.7 = 0.85 m Các giá trị A1, B1, C1, D1 được lấy theo bảng G3 – TCXD 205: 1998 Với ze = 0.85m tra được A1 = 0.996, B1 = 0.849, C1 = 0.3625, D1 = 0.103 K = 50000 daN/m4, abd = 0.312, y0 = 45643.3x10-7 m, Eb = 30x108 daN/m2 M0 = 28402.9 daNm, H0 = 9467.6 daN, I = 0.09 m4 Suy ra sz = 251.2 daN/m2 sgh áp lực giới hạn ở độ sâu 2.7 m Trong đó: h1 = 1 h2 = hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng tính toán Với MP – mômen do tải trọng ngoài thường xuyên, tính toán ở tiết diện móng tại mức mũi cọc MV – mômen do tải trọng tạm thời Suy ra h2 = 0.4 Đầu cọc nằm trong lớp đất thứ 5 có các đặc trưng cơ lý gI = 0.982 g/cm3 CI = 0.042 daN/cm2 jI = 28.52o Suy ra: = 826 daN/m2 Kiểm tra điều kiện sz = 366.14 daN/m2 < sgh = 826 daN/m2 Vậy đất nền quanh cọc không bị phá hỏng khi chịu tải trọng ngang 7.3.6. Xác định cốt thép trong cọc khoan nhồi Cọc chủ yếu chịu nén nên cốt thép trong cọc được bố trí theo cấu tạo theo TCXD 205: 1998. Tiết diện cọc Acọc = 0.785 m2 > 0.5 m2 nên hàm lượng cốt thép trong cọc lấy 0.4%, đường kính thép dọc > 12 Vậy cốt thép dọc trong cọc là As = 0.7%x0.785 = 54.95 cm2 Chọn 1620 ( As = 60.82 cm2) để bố trí Cốt đai bố trí 8 a250mm 7.3.7. Kiểm tra điều kiện chọc thủng Bề rộng đài b = 5m Chiều cao đài hb = 2m Bề rộng cột bc = 0.8m Xác định tháp chọc thủng bằng cách mở góc 45o từ mép ngoài chân cột xuống đáy đài Hình 7.8 Sơ đồ tháp chọc thủng Từ sơ đồ trên nhận thấy tháp chọc thủng bao trùm các cọc biên theo cả hai phương của đài cọc nên đài không bị chọc thủng 7.3.8. Tính toán và bố trí thép cho đài Sơ đồ tính Xem đài cọc là việc như một console mặt ngàm là tiết diện mép cột, bị uốn bởi các phản lực đầu cọc Mômen lớn nhất tại ngàm M = Pmaxx1.4 = 404217.2x1.4 = 565904.08 daN.m Bê tông sử dung có cấp độ bền B25 Rb = 14.5 MPa Cốt thép CII có Rs = 280 MPa h0 = 2 – 0.15 =1.85 m Diện tích cốt thép trong đài theo mỗi phương tính như sau = cm2 Hình 7.9 Sơ đồ tính thép đài móng Chọn: 3322a150 ( As = 114 cm2 ) để bố trí thép cho mỗi phương Thép đỉnh đài bố trí 14a200 theo mỗi phương Thép trung gian bố trí 14a300 theo mỗi phương, bố trí 2 lớp thép trung gian Chi tiết bố trí thép cọc, đài móng 5B được thể hiện trong bản vẽ NM 02/03 7.4. THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 7.4.1. Thiết kế móng cọc ép M1 Tải trọng tác dụng lên móng M1 Giá trị N (daN) Mx (daN.m) Qx (daN) My (daN.m) Qy (daN) Tính toán 1642921,9 -14605,1 10102,1 -35866,6 8992,8 Tiêu chuẩn 1369101,6 -12170,9 8418,4 -29888,8 7494,0 7.4.1.1. Chọn chiều sâu chôn móng Chiều sâu chôn móng được chọn để thoả mãn điều kiện về móng cọc đài thấp = = 0,9 (m) Trong đó: – là dung trọng và góc ma sát trong trong phạm vi chiều sâu chôn móng B – là bề rộng theo phương thẳng góc với lực ngang Chọn chiều sâu đặt đài hm = -5,2m (tính từ mặt đất tự nhiên) Vậy tính toán như móng cọc đài thấp. Chọn chiều cao đài cọc như sau hđ 2.D + 10cm = 2.100 + 10 = 210 (cm). Chọn chiều cao đài hđ = 2,0m Chọn vị trí mũi cọc: Mũi cọc được cắm vào lớp đất thứ 5, mũi cọc cách mặt đất tự nhiên 24m, cách mặt lớp đất thứ 5 là 3.3m => Chiều dài cọc nằm trong đất là: lcọc = 24 – 5,2 = 18,8 (m) Chọn kích thước cọc 30x30 mm Vật liệu làm cọc Bê tông B25 Cốt thép AII Rb (daN/m2) Rbt (daN/m2) Eb (daN/m2) Rs (daN/m2) Rsc (daN/m2) Es (daN/m2) 1,45.1 1,05.1 30.1 2,8.1 2,8.1 210.1 Chọn cốt thép dọc trong cọc 816 7.4.1.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu Trong đó: = 6 MPa = 6.105 daN/m2 Với R là Mác thiết kế của bê tông cọc, MPa Ab – là diện tích tiết diện ngang cọc, cm2 Ab = Acọc – As = 900 – 16.08 = 883.92 (cm2) As – là diện tích tiết diện cốt thép dọc trục (cm2) = 196,7 MPa =196,7.105 daN/m2 Với Rc là giới hạn chảy của cốt thép, MPa Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là Pvl = 6x105x883.92x10-4 + 196,7x105x16.08x10-4 = 84664.56 (daN) 7.4.1.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền được tính theo công thức Trong đó: qp – Cường độ chịu tải của đất ở mũi của cọc, lấy theo bảng A1- TCXD 205: 1998 qp = 435 T/m2 = 435x103 daN/m2 fs – Hệ