Đồ án Thiết kế chung cư An Bình

êu cơ lý của đất nền Kết quả được lập thành bảng sau Bảng 8.2: Bảng tính sức chịu tải của cọc nhồi theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền STT Lớp đất Độ sệt Zi (m) fi (kN/m2) li (m) mfi mfi.fi.li Qtc (kN) Qa (kN) 1 Sét, sét pha lẫn sạn sỏi laterit màu xám nâu vàng 0.42 4 26 2 0.6 31.20 5482 3916 2 5.95 29.8 1.9 0.6 33.97 3 Sét, sét pha xen kẹp màu xám đen đốm vàng 0.61 7.9 17.6 2 0.6 21.12 4 9.9 18.1 2 0.6 21.72 5 11.9 18.48 2 0.6 22.18 6 13.9 18.88 2 0.6 22.66 7 15.9 19.12 2 0.6 22.94 8 17.9 19.12 2 0.6 22.94 9 19.15 19.18 0.5 0.6 5.75 10 Cát mịn đến thô, lẫn ít bột sét sỏi nhỏ màu vàng - 20.4 56.4 2 0.6 67.68 11 22.4 58.4 2 0.6 70.08 12 24.4 60.4 2 0.6 72.48 13 26.4 62.4 2 0.6 74.88 14 28.4 64.4 2 0.6 77.28 15 29.65 65.65 0.5 0.6 19.7 16 Sét pha màu xám vàng 0.46 30.9 39.63 2 0.6 47.56 17 32.45 40.38 1.1 0.6 26.65 18 Cát mịn thô xen kẹp lẫn bột, ít sét, màu xám vàng xám nâu, nâu vàng - 34 98.6 2 0.6 118.32 19 36 100 2 0.6 120.00 20 38 100 2 0.6 120.00 21 40 100 2 0.6 120.00 22 42 100 2 0.6 120.00 23 44 100 2 0.6 120.00 S mfi.fi.li 1368.31 - Sức chịu tải của cọc: Qtc = 5482 (kN) - Sức chịu tải cho phép của cọc theo cường độ đất nền: Qa = = 3916 (kN) Chọn sức chịu tải thiết kế: Do Pvl = 5590 > Qa = 3916 nên ta chọn Qa để tính 8.2.5. Xác định số cọc, kích thước đài cọc a. Xác định sơ bộ số lượng cọc Công thức xác định sơ bộ số lượng cọc như sau: trong đó: Ntt – lực dọc tác dụng lên mặt móng, Ntt = 9015.85 kN – sức chịu tải của cọc: kN K – hệ số kể đến ảnh hưởng của momen Chọn nc = 4 cọc, bố trí như hình vẽ b. Sơ đồ bố trí cọc trong đài sơ đồ bố trí cọc trong đài có 4 cọc như sau: - Khoảng cách từ mép cọc đến mép đài ≥ 200 mm - Khoảng cách giữa các tim cọc ≥ 3d (d: đường kính cọc). Hình 8.3: Sơ đồ bố trí cọc trong đài móng 5A Diện tích thực tế của đài cọc: F đài = 4.4 x4.4 = 19.36 m2 8.2.6. Kiểm tra tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm 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: Pott –tải trọng thẳng đứng tính toán tại đáy đài Moxtt : momen xoay quanh trục Ox tại đáy đài Moytt : momen xoay quanh trục Oy tại đáy đài xmax : khoảng cách lớn nhất từ tim cọc đến trục Oy ymax : khoảng cách lớn nhất từ tim cọc đến trục Ox P0tt = Ptt + Pđài+đất (vì sàn tầng hầm nằm sát mặt đài nên trên đài không có đất) = 9015.85 + 1.1x19.36x25x2 = 10080.65 kN M0ytt = My + Qx.hd = 2.563 + 10.99x2 = 24.543 kNm M0xtt = Mx + Qy.hd = 60.251 + 72.14x2 = 204.531 kNm => = 2558.34 kN = 2481.99 kN Kiểm tra: kN Pmaxtt + Pc = 2558.34 + 906.675 = 3465.015 kN < kN Pmintt = 2481.99 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. 8.2.7. Tính lún cho móng cọc đài đơn ( theo trạng thái giới hạn thứ hai) a. Xác định kích thướt khối móng qui ước Người ta quan niệm rằng nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất, tải trọng của móng được truyền trên diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc a được tính như sau: Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền móng khối qui ước Khi đó: tga = 0.088 Kích thước khối móng qui ước: LM = L + 2 ´ H ´ tga = 4 + 2 ´ 42 ´ tg(5.06) = 11.39m BM = B + 2 ´ H ´ tga = 4 + 2 ´ 42 ´ tg(5.06) = 11.39m Diện tích đáy khối móng qui ước: m2 Hình 8.4: Kích thướt khối móng qui ước b. Chuyển tải trọng về trọng tâm đáy khối móng qui ước * Tải trọng đứng N0 = Ntc+ Gđài + Gđất + Gcọc trong đó: Ntc – tải trọng tiêu chuẩn tại cao trình mặt đài, Ntc = 9015.85 kN Gđài – trọng lượng đài và đất phía trên đài Gđài = LBhγtb = 11.39x11.39x2.0x25= 6486.6 kN Gcoc – trọng lượng cọc Gcoc = 4gLAcoc =4* 25*42*0.785= 3297 kN G’coc - trọng lượng đất bị cọc chiếm chỗ G’coc = 4x0.785(3.9x9.7+12.5x9.13+10.5x9.85+3.1x9.7+12x9.92) = 1270.1 kN Gdat – trọng lượng đất Gdat = FquShigiII =129.73x(3.9x9.7+12.5x9.13 +10.5x9.85+3.1x9.7+12x9.92) = 52448.5kN Vậy: N0 = 9015.85 + 6486.6 + 3297 + 52448.5 -1270.1 = 69977.85 kN * Momen Momen tiêu chuẩn tại tâm đáy khối móng qui ước: M0 = Mtc + Qtc(Lc + hđài) Suy ra: M0xtc = 52.39 + 62.73x(42+2) = 2812.513 kNm M0ytc = 2.23 + 9.56x(42+2) = 422.87 kNm c. Tính áp lực của đáy khối móng qui ước truyền cho nền Độ lệïch tâm: Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng qui ước: kN/m2 kN/m2 kN/m2 d. Xác định cường độ tính toán của đất nền tại đáy khối móng qui ước trong đó: ktc = 1 (vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo các số liệu thí nghiệm trực tiếp) m1 = 1.2 m2 = 1 BM – cạnh ngắn của khối móng qui ước, BM = 11.39 m HM – chiều cao khối móng qui ước, HM = 50 m g6II = 9.92 (kN/m3) jII = 27027’_tra bảng 14 -TCXD : 45 –78 được: CII =0.031(daN/cm2) = 3.1 (kN/m2) ho = h - htd = 8 – (2 + 0.25 x 20/9.92) = 5.5m Khi đó: 1.2 ´ RM = 1.2x2497.67 = 2997.2 kN/m2 kN/m2 < 1.2 ´ RM = 2997.2 kN/m2 kN/m2 < RM = 2497.67 kN/m2 Do đó có thể tính toán độ lún của nền đất dưới khối móng qui ước theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính. e. Xác định độ lún của móng cọc khoan nhồi đài đơn Ứng suất gây lún tại đáy khối móng qui ước: kN/m2 Ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền: Chia đất nền dưới đáy móng khối qui ước thành các lớp bằng nhau có chiều dày hi £ BM/ 5 = 11.39/ 5 = 2.28 m, chọn hi = 1.5 m Từ điều kiện: Þ Xác định HCN Công thức tính toán độ lún với: βi = 0.8, lấy theo qui phạm hi – chiều dày phân tố thứ i, hi = 1.5 m – ứng suất gây lún ở giữa lớp phân tố thứ i, với hệ số Ko tra Bảng 3-7/[19] phụ thuộc m = 2z/BM Ei – mođun biến dạng tổng quát của lớp đất chịu nén dưới mũi cọc Hình 8.5: Sơ đồ xác định бbt và бgl cho móng cọc đài đơn Hiệu chỉnh trị số E của lớp đất dưới mũi cọc theo [23](trang 59 – 63) Từ kết quả nén đất trong phòng, ta đã tính được các trị số E đối với từng cấp tải. Ta sẽ so sánh với những trị số E tiêu chuẩn trong Bảng 1-22 và 1-23/[23], sau đó chọn một hệ số hiệu chỉnh thích hợp để tăng giá trị E từ kết quả thí nghiệm lên để có trị số E dùng tính lún. Kết quả hiệu chỉnh giá trị E của lớp đất dưới mũi cọc (lớp cát cát mịn) được trình bày trong bảng sau: Cấp áp lực Trị số tính toán Ei Trị số tiêu chuẩn Ei (daN/cm2) Trị số hiệu chỉnh Ei (daN/cm2) 0.5 12.646 400 50.584 1 22.783 400 91.132 2 43.63 400 174.52 4 86.807 400 347.228 Kết quả tính toán độ lún cho móng cọc đài đơn được trình bày trong bảng sau: Điểm Độ sâu z (m) 2z/BM Ko бzigl (kN/m2) бzibt (kN/m2) 0.2бzibt (kN/m2) бtbgl (daN/cm2) Ei (daN/cm2) Si (cm) 0 0 0.00 1.00 120.97 418.50 83.7 1.19 106.97 1.337 1 1.5 0.26 0.97 117.34 433.38 86.7 1.14 102.80 1.327 2 3 0.53 0.91 110.08 448.26 89.7 1.03 93.63 1.326 3 4.5 0.79 0.80 96.78 463.14 92.6 0.90 83.20 1.291 4 6 1.05 0.68 82.26 478.02 95.6 ΣSi 5.28 Tại độ sâu h = 56m, có Vậy Hcn = 6m Độ lún cuối cùng S = 5.28cm < 8cm Nhự vậy điều kiện S < Sgh thỏa mãn 8.2.8. Tính toán cọc chịu tải trọng ngang và cốt thép trong cọc a. Xác định tải trọng tác dụng lên đầu mỗi cọc Tải trọng ngang tác dụng lên đầu cọc gồm các lực cắt Qx và Qy đã xác định như bảng Qttx = kN Qtcx = kN Qtty = kN Qtcy = kN Liên kết giữa cọc và đài là liên kết ngàm. Chiều dài đoạn cọc ngàm trong đài là 0.5m Do cọc có tiết diện tròn nên chịu lực theo mọi phương là như nhau, ở đây ta thấy Hy = 18.04 kN > Hx. Do đó ta chỉ cần kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang Hy là đảm bảo. Mô hình cọc chịu tải trọng ngang b. Kiểm tra chuyển vị ngang và góc xoay đầu cọc Tính toán cọc chịu tải trọng ngang (theo biến dạng) nhằm kiểm tra các điều kiện sau đây: trong đó: - chuyển vị ngang (m) và góc xoay (rad) của đầu cọc, xác định theo tính toán - giá trị giới hạn cho phép của chuyển vị ngang (m) và góc xoay (rad) của đầu cọc, được qui định trong nhiệm vụ thiết kế nhà và công trình Tính toán chuyển vị ngang của cọc (m) và góc xoay (rad) của đầu cọc theo các công thức sau: Dn = y0 + y0l0 + y = yo + trong đó: y0 – chuyển vị ngang của tiết diện cọc ở mức đáy đài y0 = HodHH + ModHM Ψ0 – góc xoay của tiết diện cọc ở mức đáy đài Ψ0 = HodMH + ModMM H, M – giá trị tính toán của lực cắt và momen uốn đầu cọc l0 – chiều dài đoạn cọc từ đáy đài đến mặt đất, trong xây dựng dân dụng l0 = 0 H0 – giá trị lực cắt tại mỗi đầu cọc M0 – giá trị momen tại mỗi đầu cọc, Mo = Mng (vì l0 = 0) Mng – giá trị momen ngàm tại vị trí cọc và đài dHH – chuyển vị ngang của tiết diện (m/T) do lực Ho = 1 dHM – chuyển vị ngang của tiết diện (1/T) do moment Mo =1 dMH – góc xoay của tiết diện (1/T) do lực Ho = 1 dMM – góc xoay của tiết diện (1/(T.m)) do moment M0 = 1 Tất cả được xác định theo các công thức sau: A0, B0, C0 – hệ số không thứ nguyên, lấy theo Bảng G2/[8] với Le: chiều sâu tính đổi của phần cọc trong đất, Le = αbd.L L: chiều sâu mũi cọc tính từ đáy đài K–hệ số tỉ lệ được xác định theo Bảng 5.14 sách “Nền và Móng–Nguyễn Văn Quảng” Khi tính toán cọc chịu lực ngang, cọc chỉ làm việc với đoạn cọc có chiều dài lah tính từ đáy đài Chiều sâu ảnh hưởng của nền đất khi cọc chịu lực ngang được lấy như sau: Lah = 2(d + 1) = 2(1+1) = 4 m => K = 4320 kN/m4 (vì thuộc lớp bùn sét trạng thái dẽo cứng, IL=0.42) αbd – hệ số biến dạng, xác định theo công thức bc – chiều rộng qui ước của cọc, được xác định như sau: Khi d ≥ 0.8m thì bc = (d + 1)m Khi d< 0.8m thì bc = (1.5d + 0.5)m Suy ra: d = 1m thì bc = 1 + 1 = 2m Eb – mođun đàn hồi của bêtông cọc, Eb = 2.9x107 /m2 (M 300) I – momen quán tính của tiết diện ngang cọc Áp dụng tính toán: Với K, bc, Eb, I như trên thì m-1 Chiều sâu tính đổi của cọc trong đất: Le = αbd.L = 0.36x42 = 15.12m => A0 = 2.441 B0 = 1.621 C0 = 1.751 Suy ra: =3.68x10-4 = 0.8x10-4 = 0.34x10-4 Do đó: kNm Chuyển vị ngang đầu cọc được xác định như sau: Dn = y0 = = 18.04x3.68x10-5 -46.69x0.88x10-5 = 2.53x10-4 m = 0.03 cm Dn = 0.03 cm < 1 cm Vậy cọc thỏa mãn điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc Do cọc ngàm vào đài nên góc xoay đầu cọc Ψ = 0 c. Xác định áp lực tính toán, momen uốn, lực cắt, lực dọc trong tiết diện cọc Áp lực tính toán sz, momen uốn Mz, lực cắt Qz và lực dọc Nz trong tiết diện cọc được tính theo các công thức sau: abd = 0.36 m-1 y0 = 0.03 cm Mz = EIyoA + MngC3 + Qz = EIyoA4 + MngC4 + H0D4 Nz = N trong đó: các hệ số A1, B1, C1, D1; A3, B3, C3, D3; A4, B4, C4, D4 tra Bảng 5.16 sách “Nền và Móng–Nguyễn Văn Quảng” ze – chiều sâu tính đổi: (m) z – chiều sâu thực tế vị trí tiết diện cọc trong đất tính từ đáy đài đến mũi cọc (m) Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau: Momen và lực cắt tại các tiết diện theo chiều dài cọc Z(m) Ze (m) A3 C3 D3 A4 C4 D4 MZ (kNm) QZ (kN) 0.00 0 0 1 0 0 0 1 -46.69 18.04 0.28 0.1 0 1 0.1 -0.005 0 1 -41.68 60.59 0.56 0.2 -0.001 1 0.2 -0.02 0 1 -36.72 59.75 0.83 0.3 -0.005 1 0.3 -0.045 -0.001 1 -31.93 58.41 1.11 0.4 -0.011 1 0.4 -0.08 -0.003 1 -27.25 56.57 1.39 0.5 -0.021 0.999 0.5 -0.125 -0.008 0.999 -22.75 54.28 1.67 0.6 -0.036 0.998 0.6 -0.18 -0.016 0.997 -18.52 51.53 1.94 0.7 -0.057 0.996 0.699 -0.245 -0.03 0.994 -14.62 48.50 2.22 0.8 -0.085 0.992 0.799 -0.32 -0.051 0.989 -10.97 45.19 2.50 0.9 -0.121 0.985 0.897 -0.404 -0.082 0.98 -7.73 41.70 2.78 1 -0.167 0.975 0.994 -0.499 -0.125 0.967 -4.94 38.02 3.06 1.1 -0.222 0.96 1.09 -0.603 -0.183 0.946 -2.47 34.20 3.33 1.2 -0.287 0.938 1.183 -0.716 -0.259 0.917 -0.37 30.40 3.61 1.3 -0.365 0.907 1.273 -0.838 -0.356 0.876 1.28 26.55 3.89 1.4 -0.455 0.866 1.358 -0.967 -0.479 0.821 2.48 22.92 4.17 1.5 -0.559 0.811 1.437 -1.105 -0.63 0.747 3.26 19.21 4.44 1.6 -0.676 0.739 1.507 -1.248 -0.815 0.652 3.67 15.85 4.72 1.7 -0.808 0.646 1.566 -1.396 -1.036 0.529 3.67 12.54 5.00 1.8 -0.956 0.53 1.612 -1.547 -1.299 0.374 3.22 9.48 5.28 1.9 -1.118 0.385 1.64 -1.699 -1.608 0.181 2.44 6.65 5.56 2 -1.295 0.207 1.646 -1.848 -1.966 -0.057 1.27 4.00 6.11 2.2 -1.693 -0.271 1.575 -2.125 -2.849 -0.692 -1.96 -0.40 6.67 2.4 -2.141 -0.941 1.352 -2.339 -3.973 -1.592 -6.60 -3.84 7.22 2.6 -2.621 -1.877 0.917 -2.437 -5.355 -2.821 -11.22 -6.29 7.78 2.8 -3.103 -3.108 0.197 -2.346 -6.99 -4.445 -16.45 -7.98 8.33 3 -3.541 -4.688 -0.891 -1.969 -8.84 -6.52 -21.40 -9.02 9.72 3.5 -3.919 -10.34 -5.854 1.074 -13.692 -13.826 -27.09 -10.44 11.11 4 -1.614 -17.919 -15.076 9.244 -15.611 -23.14 -8.01 -12.80 Từ các giá trị moment trong bảng, ta chọn giá trị moment lớn nhất tại vị trí cọc ngàm vào đài Mngàm = -46.69 KNm để tính cốt thép cho cọc. Từ giá trị moment Mngam tra bảng III.23 Sổ tay tính toán nền móng-Liên xô, tìm được m2 (%) = 0.4. Như vậy so với lượng thép ban đầu chọn là m1 = 0.56(%) thì m1 > m2, do đó kết quả tính thiên về an toàn, không cần phải tính lại cốt thép cho cọc Cốt đai cọc chọn f8, bước đai a = 250mm 8.2.9. Tính toán đài cọc đơn a. Kiểm tra chọc thủng cho đài cọc đơn Chiều cao đài cọc đã xác định sơ bộ ở phần trên: hđài = 2 m Chiều cao đài cọc phải thoả mãn điều kiện không bị cột chọc thủng, thông thường góc nghiêng của tháp chọc thủng là 450. Tuy nhiên, góc nghiêng của tháp chọc thủng trong đài cọc có thể khác 450. Đài cọc có thể bị chọc thủng như trường hợp trên hình 8.6 Hình 8.6: Sơ đồ xác định tháp chọc thủng cho đài cọc đơn Kiểm tra chọc thủng theo công thức sau: (Kết cấu BTCT Ngô Thế Phong) trong đó: P – lực chọc thủng bằng tổng phản lực của các cọc nằm ngoài phạm vi đáy tháp chọc thủng P = ΣPmaxtt = 4x2558.34 = 10233.36 kN bc, hc– kích thước tiết diện cột, bc = hc = 0.7 m h0 – chiều cao có ích của đài móng, h0 = 1.85 m C1, C2 – khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép đáy tháp chọc thủng, do C1, C2 < 0.5h0 nên lấy C1 = C2 = 0.5h0 = 0.925 m Rk – cường độ tính toán chịu kéo của bê tông, Rk = 10 daN/cm2 α1, α2 – các hệ số, lấy α1 = α2 = 3.35 Suy ra: Vế phải = = 2x3.35x(0.7+0.925)x1.85x1000 = 20141.88 kN Vậy Do đó chiều cao đài hđài = 2 m là thỏa mãn điều kiện để đài không bị cột chọc thủng. b. Tính toán cốt thép cho đài cọc đơn Do kích thước và số cọc ở mỗi phương là như nhau, ta tính toán cốt thép cho một phương và bố trí tương tự cho phương còn lại. Chọn sơ đồ tính là dầm console có mặt ngàm tại tiết diện mép cột và tải trọng tác dụng là tổng phản lực của các cọc nằm ngoài mép cột, sơ đồ tính thép cho đài cọc như sau Sơ đồ tính cốt thép cho đài cọc đơn Chiều cao đài cọc hđài = 2 m => h0 = 2 – 0.15 = 1.85 m Sử dụng cốt thép AII có Ra = Ra’ = 2800 daN/cm2 Momen tại tiết diện ngàm: Mmax = 2Pmaxtt.L’ = 2 x2558.34 x1.15 = 5884.18 kNm Diện tích cốt thép trong đài cọc theo mỗi phương được xác định theo công thức: cm2 Chọn 28 f28 ( Fa = 172.42 cm2) để bố trí cho đài cọc theo mỗi phương. Khoảng cách bố trí các thanh thép: cm Thép đỉnh đài bố trí f16 a200 theo mỗi phương. Thép trung gian bố trí f16 a300 theo mỗi phương, bố trí 2 lớp thép trung gian Chi tiết bố trí thép cho cọc và đài cọc của móng 5A được thể hiện trên bản vẽ NM 01/03 8.3. Thiết kế móng cọc đài bè khu vực thang máy và thang bộ 8.3.1. 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) - Nội Lực so Etabs xuất ra cộng thêm tải trọng do sàn tầng hầm 2 (dày 250mm) gây ra Hình 8.7: Mặt bằng lỏi thang máy - thang bộ Tải trọng truyền xuống móng thông qua hệ khung tại vị trí chân cột - Lấy tổ hợp nội lực gây bất lợi nhất cho móng: Nmac - Mxtư - Mytư - Qxmax - Qymax Bảng 8.3: Tải trọng tính móng Loại tải N (kN) Mx (kNm) My (kNm) Qy (kN) Qx (kN) Tải trọng tính toán 58126.43 13596.918 1975.278 1521.77 1313.75 Tải trọng tiêu chuẩn 50544.72 11823.41 1717.6 1323.3 1142.4 8.3.2. Sơ bộ chọn kích thước cọc Chọn cọc khoan nhồi đường kính D = 1.2m, mũi cọc nằm trong lớp đất cát tại cao độ -62.0m, có chiều dài cọc Lc = 53.0m Dùng bê tông Mac 300, Rn = 130 daN/cm2, cột thép AII có Ra = 2800 daN/cm2 Diện tích thép thỏa theo TCXD 205, m ³ 0.4 ¸ 0.65% Fa = 11304 x 0.4% = 45.2 cm2 Chọn 18F20 (Fa = 56.56 cm2, m = 0.5%) Các thanh cốt thép dọc được bố trí đều theo chu vi cọc Chiều cao đài cọc chọn sơ bộ là hđ = 3.0m Hình 8.8: trụ địa chất tính toán và chiều sâu đặt mũi cọc 8.3.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo độ bền vật liệu làm cọc (TCXD 195:1997) Pvl= RuFb + RaFa Trong đó: Ru – cường độ tính toán của bê tông cọc nhồi. Vì đổ bê tông cọc nhồi dưới mực nước ngầm và trong dung dịch bùn bentonite ( Rn < 60 daN/cm2) nên: daN/cm2, nên lấy Ru = 60 daN/cm2 R = 300 daN/cm2 – mác thiết kế của bê tông cọc Fb – Diện tích tiết diện cọc: cm2 Ran – cường độ tính toán cốt thép. Sử dụng cốt thép AII, đường kính F < 28, Rn = Rk = 2800 daN/cm2, giới hạn chảy sc = 3000daN/cm2 (Ran<2200daN/cm2) daN/cm2 Do đó lấy Ran =2000 daN/cm2 Khi đó: Pvl = 60´11304 + 2000´56.56 = 791360 (daN) Pvl = 7913 (KN) = 791 T 8.3.4. Xác định sức chịu tải của cọc theo tính chất cơ lý của nền (TCXD 205 : 1998 – Phụ lục A) Qtc = m(mR qp Ap + uåmf fi li) trong đó: m – hệ số điều kiện làm việc, m = 1 mR – hệ số diều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, mR = 1 Ap – diện tích mũi cọc, Ap = cm2 mf – hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc, lấy theo bảng A.5 phụ lục A-TCXD 205 : 1998 u – chu vi tiết diện ngang cọc, u = pd = 3.14x120 = 376.8 cm qp – cường độ chịu tải của đất ở đầu mũi cọc qp = 0.75b(gI’dpAk0 + agILBk0) trong đó: b, Ak0,a, Bk0 - hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng A.6 – phụ lục A TCXD 205 gI’- trị tính toán của trọng lượng thể tích đất ở phía dưới mũi cọc gI- trị tính toán trung bình (theo các lớp) của trọng lượng thể tích đất ở phía trên mũi cọc L – chiều dài cọc dp – đường kính của cọc nhồi Ta có: jI = 29o37’ Þ b = 0.218; Ak0= 26.29, a = 0.59; Bk0 = 48.92 g’I = 10.02 KN/m3 gI=KN/m3 Þ qp = 0.75x0.218 (10.02x1.2x26.29 + 0.59x8.59x53x48.92) = 2200 KN/m2 li – chiều dài của lớp đất thứ i (được chia) tiếp xúc với mặt bên cọc fi – ma sát bên của lớp đất thứ i được chia (li < 2m) ở mặt bên cọc, lấy theo bảng A.2 – phụ lục A – TCXD 205 Hình 8.9: Mô hình tính sức chịu tải của cọc nhồi theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền Kết quả được lập thành bảng sau: STT Lớp đất Độ sệt Zi (m) fi (kN/m2) li (m) mfi mfi.fi.li Qtc (kN) Qa (kN) 1 Sét, sét pha lẫn sạn sỏi laterit màu xám nâu vàng 0.42 4 26 2 0.6 31.20 10288 7348 2 5.45 28.82 0.9 0.6 15.56 3 Sét, sét pha xen kẹp màu xám đen đốm vàng 0.61 6.9 17.6 2 0.6 21.12 4 8.9 18.1 2 0.6 21.72 5 10.9 16.66 2 0.6 19.99 6 12.9 18.68 2 0.6 22.42 7 14.9 19.08 2 0.6 22.90 8 16.9 19.14 2 0.6 22.97 9 18.15 19.16 0.5 0.6 5.75 10 Cát mịn đến thô, lẫn ít bột sét sỏi nhỏ màu vàng - 19.4 55.4 2 0.6 66.48 11 21.4 57.4 2 0.6 68.88 12 23.4 59.4 2 0.6 71.28 13 25.4 61.4 2 0.6 73.68 14 27.4 63.4 2 0.6 76.08 15 28.65 64.65 0.5 0.6 19.40 16 Sét pha màu xám vàng 0.46 29.9 39.15 2 0.6 46.98 17 31.45 39.9 1.1 0.6 26.33 18 Cát mịn thô xen kẹp lẫn bột, ít sét, màu xám vàng xám nâu, nâu vàng - 33 97.2 2 0.6 116.64 19 35 100 2 0.6 120.00 20 37 100 2 0.6 120.00 21 39 100 2 0.6 120.00 22 41 100 2 0.6 120.00 23 43 100 2 0.6 120.00 24 45 100 2 0.6 120.00 25 47 100 2 0.6 120.00 26 49 100 2 0.6 120.00 27 51 100 2 0.6 120.00 28 53 100 2 0.6 120.00 29 Cát mịn trung, xen kẻ lẫn ít bột màu nâu đỏ xám - 55 100 2 0.6 120.00 S mfi.fi.li mfi.fi.li 2069.37 - Sức chịu tải của cọc: Qtc = 10288 (kN) - Sức chịu tải cho phép của cọc theo cường độ đất nền: Qa = = 7348 (kN) Chọn sức chịu tải thiết kế: Do Pvl = 7913 kN > Qa = 7348 kN nên ta chọn Qa để tính 8.3.5. Xác định số cọc, kích thước đài cọc a. Xác định sơ bộ số lượng cọc Để các cọc làm việc có hiệu quả, các cọc được bố có tim cách nhau một đoạn ³ 3d. a = 3d = 3*1.2= 3.6 m Aùp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài = 566.98 (kN/m2) Diện tích sơ bộ của đáy đài cọc Ađ = m2 Trọng lượng tính toán sơ bộ đài, đất trên đài và lực dọc tính toán đáy đài N0tt = Ntt + 1.1x161.92x9x20 = 90186.59 (kN) Công thức xác định sơ bộ số lượng cọc như sau: trong đó: Nott – lực dọc tác dụng lên mặt móng, Nott = 90186.59 kN – sức chịu tải của cọc: kN k – hệ số kể đến ảnh hưởng của momen Chọn nc = 20 cọc, bố trí như hình vẽ b. Sơ đồ bố trí cọc trong đài sơ đồ bố trí cọc trong đài có 20 cọc như sau: - Khoảng cách từ mép cọc đến mép đài ≥ 200 mm - Khoảng cách giữa các tim cọc ≥ 3d (d: đường kính cọc) Hình 8.10: mặt bằng bố trí cọc Diện tích thực tế của đài cọc: Fđài = bxl = 16.4x12.8 = 209.92 cm2 Trọng lượng thực tế của đài và đất trên đài: Nđài+đất = n.Fđài.h. = 1.1x209.92´ 3.0 ´ 25 = 17301.9 kN Lực dọc tính toán thực tế tính đến cốt đáy đài: Nott = Ntt + Nđài+đât = 58126.43 + 17301.9 = 75428 kN 8.3.6. Kiểm tra tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm Moment tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đáy đài: M0xtt = Mxtt + Qytt ´ hđ = 13596.9 + 1313.75 ´ 3 = 17538.158 (kNm) M0ytt = Mytt + Qxtt ´ hđ = 1975.278+ 1521.77 ´ 3 = 6540.59 (kNm) Lực truyền xuống đáy cóc cọc biên: kN kN Ptttb = 3771.4 kN Trọng lương tính toán của cọc: Pcọc = n.Ap Lc g = 1.1x1.13x53x25= 1646.98 (KN) Kiểm tra sức chịu tải cọc theo công thức: Pmaxtt + Pcọc = 4154.54+1646.98 = 5801.52 (KN) Pmaxtt + Pcọc < Ptt = 7348 (KN) Pmintt = 3388.26 (KN) > 0, do đó không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ. Tóm lại, điều kiện chịu tải của móng cọc đả được kiểm tra, thỏa mãn và móng làm việc trong điều kiện an toàn 8.3.7. Tính lún cho móng cọc đài bè ( theo trạng thái giới hạn thứ hai) a. Xác định kích thước khối móng qui ước Nền của móng cọc chống biết dạng rất ít, luôn thỏa mãn điều kiện biến dạng, nên khôn cần phải tính lún. Móng cọc ma sát cần phải kiểm tra điều kiện biến dạng. tức là phải tính lún. Người ta quan niêm rằng nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất, tải trọng của móng được truyền trên diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc a được tính như sau: Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền móng khối qui ước abed. Khi đó: tga = 0.097 Kích thước khối móng qui ước: LM =