Đồ án Thiết kế Chung cư Gia Định

3+ (2.15 – 1)x4 = 22.3 T/m2 - Ứng suất gây lún ở đáy móng khối qui ước: sgl0 = Ptb - sbt = 53.1 – 23.1 = 30 T/m2 (Z=0 so với đáy móng) - Chia lớp đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dầy hi=1m,Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện: sigl £ 0.2sibt thì cho phép tính lún đến độ sâu đó. Trong đó: sigl : ứng suất gây lún tại đáy lớp thứ i sigl = 4kgi.sgl0 ;kgi tra bảng phụ thuộc vào tỉ số Lm/Bm và 2Z/Bm, ở đây LM/B M = 5.83/4.63 = 1.26 sibt = si-1bt + gi.hi Độ lún của từng lớp được tính theo công thức: S = S = Trong đó: Si : độ lún của lớp phân tố thứ i Ei : Môđun đàn hồi của lớp đất thứ i hi : chiều dầy của lớp phân tố thứ i. Từ các công thức trên ta lập bảng tính lún cho từng lớp rồi cộng chúng lại để ra độ lún của toàn bộ. BẢNG TÍNH ĐỘ LÚN Điểm Độ sâu Z(m) Z/b L/b Ko σgl = Ko.σogl σibt = σbti-1+ γihi 1 1 0.22 1.26 0.91 27.3 23.10 2 2 0.43 1.26 0.82 24.6 23.56 3 3 0.65 1.26 0.61 18.3 24.02 4 4 0.86 1.26 0.47 14.1 24.49 5 5 1.08 1.26 0.35 10.5 24.95 6 6 1.3 1.26 0.24 7.2 25.41 7 7 1.51 1.26 0.21 6.3 25.87 8 8 1.73 1.26 0.16 4.8 26.33 Xác định chiều sâu ngừng lún : σigl < 0.2σbti BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT GÂY LÚN Tổng độ lún: S = ∑= = 0.04m < Sgh = 8cm. Vậy độ lún của móng nằm trong phạm vi cho phép. 8. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc : * Kiểm tra điều kiện chọc thủng : - Chiều cao đài hđ=1.5m, a=0,15 h0 = 1.5- 0.15=1.35(m). Vẽ tháp chọc thủng: - Do tháp chọc thủng bao trùm ra hết các cọc nên không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng. * Tính thép cho đài cọc : Tính thép cho đài cọc chịu uốn. Xem đài cọc như một dầm công xôn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc : Moment tại ngàm xác định theo công thức : Trong đó : n là số lượng cọc trong phạm vi côngxôn PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục . -Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I: MI-I = 2r.P3 Trong đó : r = 0.8 m; P3 = Pmax = 121 T ® MI-I = 2x0.9x127 = 218 (T.m). -Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II: MII-II = r (P4 + P5+ P6) Trong đó : r = 0.4 m; P5 = = + = 118 T ® MII-II = 0.4 x(121x2+118)x118 = 144 (Tm). * Diện tích cốt thép tính theo công thức : Trong đó : M là moment tại tiết diện đang xét . ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó . Ra : cường độ tính toán của thép . § Số liệu tính toán : Bêtông mác 300 ;Rn = 1300 (T/m2) Thép CIII: Ra = 34000 (T/m2) Chiều cao đài hđ = 1.5 m ; h0=1.35m ; Lớp bêtông bảo vệ a =5cm. -Mặt ngàm I-I: Diện tích cốt thép : = 51 cm2 Chọn 15 cây f22 đặt a200 để bố trí ( Fachọn = 57.2 cm2); -Mặt ngàm II-II: Diện tích cốt thép : = 35 cm2 Chọn 14 cây f18 đặt a200 để bố trí ( Fachọn = 35.62 cm2); II.THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP M2 DƯỚI CỘT B2: Ta dùng tổ hợp có Nmax để tính toán.Bảng nội lực: Ntt (T) |M|tt (Tm) Qtt (T) 581.4 25.2 13.2 Tải trọng tiêu chuẩn: Ntt (T) |M|tt (Tm) Qtt (T) 484.5 21 11 1. Xác định số lượng cọc và chọn sơ bộ diện tích móng: -Diện tích sơ bộ của đáy đài được xác định : = 4.98 (m2) -Trọng lượng sơ bộ đài và đất phủ trên đài cọc : Nđđ = 1.1 ´ Fsb ´ gtb ´ h = 1.1 ´ 4.98 ´ 2´ 2.25 = 24.65 (T) - Số lượng cọc sơ bộ: = 7.2 cọc. Chọn 8 cọc (40´40cm) để bố trí (hình vẽ): 2.Kiểm tra cường độ của đất dưới mũi cọc : a. Xác định kích thước móng quy ước : Xác định jtb : =11.70 Góc truyền lực : - Chiều dài, rộng và chiều cao của móng khối qui ước LM = L + 2Hxtga = 3.2+ 2x29.4xtg2.950 = 6.2 m BM= B + 2Hxtga = 2.9+ 2x29.4xtg2.950 = 5.9 m - Trọng lượng khối móng qui ước : Wqum = Lm.Bm.Zm.γtb = 6.2x5.9x28x(2.15 – 1) = 1177 T b. Tính ứng suất dưới đáy móng khối quy ước : Ứng suất lớn nhất tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức : Diện tích của đài cọc thực tế : Fđ = 6.2´5.9 = 36.6 (m2) Độ lệch tâm : ex = / (Ntc + Wqum ) = 58.8/(484.5 + 1177 ) = 0.03 m Nđ = Ntt + Wqum = 737 + 1177 = 1914 T Ptb = = = 69.1 T Tính ứng suất dưới đáy móng khối quy ước : = 71.1 T = 67.1T c. Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc : Tải trọng tác dụng lên một đầu cọc : Pmax = + Pc = + 12.3 = 124 T Trong đó : Wqu = Lm.Bm.hm.γtb = 6.2x5.9x1.5x(2.15 – 1) = 84 T Pmax = 124 T < Qa = 127 T ( Thỏa điều kiện ) . Trọng lượng tính toán của 1 cọc: Pctt=0.16x28x2.5x1.1=12.3(T) c. Xác định áp lực tính toán ở đáy khối móng quy ước: - Áp lực tiêu chuẩn của đất nền (Theo QPXD 45-78) Trong đó : · Ktc= 1,0 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. · m1: 1,2 hệ số điều kiện làm việc của đất (cát bụi khô và ít ẩm). · m2: 1,2 hệ số điều kiện làm việc của công trình. · Với j = 31o thì A = 1,21; B = 5,97; D = 8,25 · Dung trọng lớp đất từ đáy móng qui ước trở xuống : gII = 2,15 T/m3 · Dung trọng lớp đất từ đáy móng qui ước trở lên : g’II ==1.59 T/m3 · cII = 0,7 T/m2 =>= 435 T/m2 1,2.Rtc = 1,2x435= 522 T/m2 = 71.1 T < 1,2. Rtc = 522 T 7. Kiểm tra lún của móng khối qui ước : Tính toán độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Độ lún của móng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố, trường hợp này đất nền từ chân cọc trở xuống có chiều dày lớn nên ta dùng mô hình nền là nửa không gian biến dạng tuyến tính. - Ứng suất bản thân đất nền ở đáy móng khối qui ước sbt = (1.462 – 1 )x14.5+ (2.085 – 1 )x13+ (2.15 – 1)x2 = 22.3 T/m2 - Ứng suất gây lún ở đáy móng khối qui ước: sgl0 = Ptb - sbt = 69.1 – 23.1 = 46 T/m2 (Z=0 so với đáy móng) - Chia lớp đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dầy hi=1m,Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện: sigl £ 0.2sibt thì cho phép tính lún đến độ sâu đó. Trong đó: sigl : ứng suất gây lún tại đáy lớp thứ i sigl = 4kgi.sgl0 ;kgi tra bảng phụ thuộc vào tỉ số Lm/Bm và Z/Bm, ở đây LM/B M = 6.2/5.9 = 1.05 sibt = si-1bt + gi.hi Độ lún của từng lớp được tính theo công thức: S = S = Trong đó: Si : độ lún của lớp phân tố thứ i Ei : Môđun đàn hồi của lớp đất thứ i hi : chiều dầy của lớp phân tố thứ i. Từ các công thức trên ta lập bảng tính lún cho từng lớp rồi cộng chúng lại để ra độ lún của toàn bộ. BẢNG TÍNH ĐỘ LÚN Điểm Độ sâu Z(m) Z/b L/b Ko σgl = Ko.σogl σibt = σbti-1+ γihi 1 1 0.17 1.05 0.98 45.08 23.10 2 2 0.34 1.05 0.85 39.1 23.56 3 3 0.51 1.05 0.71 32.66 24.02 4 4 0.68 1.05 0.55 25.3 24.49 5 5 0.85 1.05 0.41 18.86 24.95 6 6 1.02 1.05 0.34 15.64 25.41 7 7 1.19 1.05 0.35 14.15 25.87 8 8 1.36 1.05 0.24 11.04 26.33 9 9 1.53 1.05 0.21 9.66 26.80 10 10 1.69 1.05 0.14 6.44 27.26 11 11 1.86 1.05 0.12 5.52 27.72 Xác định chiều sâu ngừng lún : σ8gl < 0.2σbt8 Tổng độ lún: S= ∑= = 0.06m = 6cm < Sgh = 8 cm. Vậy độ lún của móng nằm trong phạm vi cho phép. BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT GÂY LÚN 8. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc : * Kiểm tra điều kiện chọc thủng : - Chiều cao đài hđ=1.5m, a=0,15 h0 = 1.5- 0.15=1.35(m). Vẽ tháp chọc thủng (Hình vẽ ) : - Do tháp chọc thủng bao trùm ra hết các cọc nên không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng. * Tính thép cho đài cọc : Tính thép cho đài cọc chịu uốn. Xem đài cọc như một dầm công xôn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc : Moment tại ngàm xác định theo công thức : Trong đó : n là số lượng cọc trong phạm vi côngxôn . PI phản lực đầu cọc thứ i, rI : khoảng cách từ mặt ngàm đến trục . -Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I : MI-I = 2r.Pmax + r5.P5 Trong đó : r = 1.2 m ; Pmax = 124 T P5 = Pmin = + Pc = + 12.3 = 105 T ® MI-I = 2x1.2x124 + 0.3x105 = 298 T.m -Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II: MII-II = r.(P6 + P7 + P8) Trong đó : r = 0.85 m ; P6 = P8 = Pmax = 124 T , P7 = 99.2 T ® MII-II = 0.75( 2x124 + 99.2 ) = 260 (T.m). * Diện tích cốt thép tính theo công thức : Trong đó : M là moment tại tiết diện đang xét . ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó. Ra : cường độ tính toán của thép . § Số liệu tính toán : Bêtông mác 300 ;Rn = 1300 (T/m2) Thép CIII: Ra = 34000 (T/m2) Chiều cao đài hđ = 1.5 m ; h0=1.35m ; Lớp bêtông bảo vệ a=5cm. -Mặt ngàm I-I: Diện tích cốt thép : = 72 cm2 Chọn 19 cây f 22 đặt a150 để bố trí ( Fachọn = 68.41 cm2); -Mặt ngàm II-II: Diện tích cốt thép : = 62.9 cm2 Chọn 20 cây f 20 đặt a130 để bố trí ( Fachọn = 62.82 cm2); *kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển cẩu lắp : Cường độ cọc khi vận chuyển : (h.vẽ) Mômen lớn nhất tại điểm giửa cọc và móc cẩu : Mmax = 0.043xqcxL2c + qc : Tải trọng phân bố đều tác dụng lên cọc khi vận chuyển , lắp dựng chính là trọng lượng bản thân cọc , qc = n.γ.Fc = 1.2x2.5x0.4x0.4 = 0.48 T M = 0.043x0.48x11.52 = 2.73 T.m Chọn lớp bảo vệ : a = 5 cm A = = = 0.042 = = 0.043 Fa = = = 2.3 cm2 < 20.5 cm2 ( 8Ø20 ) Cường độ cọc khi lắp dựng : (h.vẽ) M = 0.086xqcxL2c = 0.086x0.48x11.52 = 5.46 T.m A = = = 0.085 = = 0.089 Fa = = = 4.76 cm2 < 20.5 cm2 ( 8Ø20 ) Như vậy cọc đảm bảo không bị phá hoại khi vận chuyển , cẩu lắp . Kiểm tra lực cẩu , móc cẩu : Chọn thép móc cẩu là CIII : 1Ø20 có Fa = 3.142 cm2. Kiểm tra khả năng chịu của móc cẩu : Nk = Ra.Fa = 3400x3.142 = 10683 kg = 11 T Tải trọng cọc tác dụng vào móc cẩu : N = q.l/2 = 0.48x11.5/2 = 2.76 T Vậy N = 2.76 T < Nk = 11 T ( Thỏa điều kiện ) Tính toán mối mối cọc : Mối nối cọc phải chịu nén khi ép : N = Pmax = 127 T Sử dụng que hàn E42 , thép CT3 , sử dụng đơờng hàn góc , kiểm tra bằng mắt thường Rgh = 1500 kg/m2. Chọn chiều cao đường hàn góc hh = 8 mm Tổng chiều dài đường hàn : Lh = 4x(25+24-6) = 228 cm Khả năng chịu lực của mối hàn [ N ] = 0.7hh.Lh.Rgh = 0.7x0.8x228x1500 = 191520 kg [N] = 191 T > N = 127 T Vậy đường hàn đủ khả năng chịu lực . PHƯƠNG ÁN 2: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI I.THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI M1 DƯỚI CỘT A2: Nội lực từ bên trên truyền xuống : Ta dùng tổ hợp có Nmax để tính toán , bảng nội lực: Ntt (T) |M|tt (Tm) Qtt (T) 435.9 22.4 10.1 Tải trọng tiêu chuẩn: Ntt (T) |M|tc (Tm) Qtt (T) 363.5 18.7 8.42 1. Lựa chọn chiều sâu đặt đáy đài : § Đặt đáy đài vào lớp thứ 2 là sét dẻo cao. · hd : chiều cao đài móng, sơ bộ chọn hd = 1.5 m. ® Chiều sâu đặt đáy đài : Hm = Hd = -1.5 m 2. Lựa chọn chiều dài cọc,vật liệu làm cọc : Căn cứ theo số liệu địa chất ở trên, ta ép cọc vào lớp 4 : cát pha bụi. Căn cứ vào mặt cắt địa chất chiều dài cọc được chọn là : 34 m. Lựa chọn vật liệu làm cọc : § Chọn vật liệu làm cọc và đài: - Bê tông mác 300 có Rn= 130 kg/cm2 Rk= 10 kg/cm2 Thép CIII : Ra = Ra’ =3400 kg/cm2 Sơ bộ chọn kích thước : - Chọn cọc nhồi có đường kính 0.8 m mũi cọc nằm trong lớp đất số 3 ở độ sâu 34 m . - Chọn vật liệu làm cọc và đài: - Bê tông mác 300 có Rn= 130 kg/cm2 Rk= 10 kg/cm2 - Thép CIII : Ra = Ra’ =3400 kg/cm2 - Chọn đường kính cọc: d = 0.8m; mũi cọc đặt ở độ sâu -34m kể từ mặt đất tự nhiên. - Cốt thép trong cọc: Chọn 14Ø18 có diện tích 35.63 cm2 ( hàm lượng cốt thép: 0.64%). thỏa theo TCXD 205:1998 μ>0.4 0.65%)  3.Tính khả năng chịu tải của cọc a/Theo vật liệu làm cọc -Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc,P, theo TCVN 205:1998 được xác định theo công thức : Pvl = (RuA+RanFa) Trong đó: -Ru : Cường độ tính toán của cọc nhồi , xác định như sau : + Đối với cọc đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét, Ru=R/4.5 nhưng không lớn hơn 60 kg/cm2 . + Đối với cọc đổ bê tông trong lỗ khoan khô , Ru =R/4 nhưng không lớn hơn 70 kg/cm2 Dùng bê tông Mác300 nên Ru= 60 kg/cm2 - A: Diện tích tiết diện ngang của cọc , A=3.14x802/4 = 5127 (cm2) - Fa : Diện tích tiết diện cốt thépdọc trục, Fa = 3563mm2 - Ran : Cường độ tính toán của cốt thép , xác định như sau : + Đối với thép nhỏ hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) + Đối với cốt thép lớn hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2000(kg/cm2) - Rc : Giới hạn chảy của cốt thép Dùng cốt thép CIII có Rc = 3400(kg/cm2) ,Ran=Rc/1.5 = 3400/1.5 = 2267(kg/cm2) Ran = 2200 (kg/cm2) Pvl = (60x51 27+2200x35.63) = 410006(kg) = 410 (T) b/Theo đất nền - Sức chịu tải của cọc bao gồm hai thành phần : ma sát bên và sức chống dưới mũi cọc Qu = Qf + Qm=Asfs+Amqm Trong đó: Qf -Sức chịu tải cực hạn của cọc Qm -Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên Qm -Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc fs -Ma sát bên đơn vị giữa cọc và đất qm -Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc As-Diện tích của mặt bên cọc Am-diện tích mũi cọc - Tính theo phụ lục B : Giá trị cực hạn Qu của cọc Qu = Qm + Qf = qm. Fm + u.∑ fsi. Li qm = C. Nc + γ’.Zm. Nq Trong đó : γ’.Zm là ứng xuất do trọng lượng bản thân đất tại mũi cọc . γ’.Zm = ( 1.462 – 1)x14.5 +( 2.085 – 1)x13 + ( 2.15 – 1)x4 = 25.5 T/m2 Tra biểu đồ φ1 = 31o suy ra Nq = 23 , Nc = 32 qm = 0.7x32 + 25.5x23 = 607 kg/m2. Qm = 607x3.14x0.82 = 364 T + Ma sát trên đon vị diện tích mặt bên cọc fs tính theo công thức fs=ca+σvKstgφa Trong đó ca-lực dính giữa cọc và đất ; ca=0.8c φa-Góc ma sát giữa cọc và đất ; φa=0.8φ σv-Ứng suất do trọng lượng bản thân đất tính tại giữa lớp đất σv= Ks-Hệ số áp lực ngang trong đất ; Ks =1.3x(1-sin φ) Lớp 1 : ứng suất do trọng lượng bản thân ( TLBT) ở giữa lớp đất σz’. Ta có : ks = 1.2(1 – sin φ) = 1.2(1- sin40 ) = 1.12 Cu = 0.8xC = 0.8x0.8 = 0.64 T/m2 φa = 0.8xφ = 0.8x4 = 3.2 σz’ = ( 1.462 – 1 ) x12 = 5.5 T/m2 . suy ra : fs1 = Cu + σz’.Ks.tgφa = 0.64 + 5.5x1.12xtg3.2 = 1.25T/m2 Lớp 2 : ứng suất do trọng lượng bản thân ( TLBT) ở giữa lớp đất σz’. Ta có : ks = 1.2(1 – sin φ) = 1.2(1- sin160 ) = 0.86 Cu = 0.8xC = 0.8x2.4 = 1.92 T/m2 φa = 0.8xφ = 0.8x16 = 12.8 σz’ = ( 2.085 – 1 ) x7.525 + ( 1.462 – 1 ) x12 = 13.7 T/m2 . suy ra : fs2 = Cu + σz’.Ks.tgφa = 1.92 + 13.7x0.86xtg12.8 = 4.6 T/m2 Lớp 3 : ứng suất do trọng lượng bản thân ( TLBT) ở giữa lớp đất σz’. Ta có : ks = 1.2(1 – sin φ) = 1.2(1- sin310 ) = 0.58 Cu = 0.8xC = 0.8x0.7 = 0.56 T/m2 φa = 0.8xφ = 0.8x31 = 24.8 σz’ = ( 2.15 – 1 ) x4 +( 2.085 – 1 ) x15.5 + ( 1.462 – 1 ) x12 = 27.5 T/m2 . suy ra : fs3 = Cu + σz’.Ks.tgφa = 0.56 + 27.5 x0.56xtg24.8 = 8.6 Qf = ux(fs1.L1 + fs2.L2 + fs3.L3) = 2x3.14x0.4 (1.25x12 + 4.6x15.5 + 8.6x4 ) = 303 T/m2 Do đó : Qu = Qm + Qf = 306 + 303 = 609 T Tính cọc sử dụng : Qa = Qm/2 + Qf /2 = 364/2 + 303/2 = 334 T -Xác định số sơ bộ lượng cọc theo công thức Chọn 2cọc : khoảng cách 2 tim 3D = 3x0.8 = 2.4 m ( bố trí cọc h.vẽ) 4.Kiểm tra cường độ của đất dưới mũi cọc : a. Xác định kích thước móng quy ước : Xác định jtb : =13.10 Góc truyền lực : - Chiều dài, rộng và chiều cao của móng khối qui ước LM = L + 2Hxtga = 4+ 2x33xtg3.20 = 7.7 m BM= B + 2Hxtga = 1.6+ 2x33 xtg3.20 = 5.3 m Trọng lượng khối móng qui ước : Wqum = Lm.Bm.Zm.γtb = 7.7x5.3x33x(2.15 – 1) = 1549 T b. Tính ứng suất dưới đáy móng khối quy ước : Ứng suất lớn nhất tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức : Diện tích của đài cọc thực tế : Fđ = 4´1.6 = 6.4 (m2) Độ lệch tâm : ex = / (Ntc + Wqum ) = 18.7(363.5 + 1549 ) = 0.014 m Nđ = Ntt + Wqum = 435.9 + 1549 = 2151 T Ptb = = = 52 T Tính ứng suất dưới đáy móng khối quy ước : = 52.7 T = 51.2 T c. Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc : Tải trọng tác dụng lên một đầu cọc : Pmax = + Pc = + 14.52 = 320 T Trong đó : Wqu = Lm.Bm.hm.γtb = 7.7x5.3x2x(2.15 – 1) = 88 T Pmax = 320 T < Qu = 334 T ( Thỏa điều kiện ) . Trọng lượng tính toán của 1 cọc: Pctt=0.16x33x2.5x1.1= 14.52 (T) d. Xác định áp lực tính toán ở đáy khối móng quy ước: - Áp lực tiêu chuẩn của đất nền (Theo QPXD 45-78) Trong đó : · Ktc= 1,0 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. · m1: 1,2 hệ số điều kiện làm việc của đất (cát bụi khô và ít ẩm). · m2: 1,2 hệ số điều kiện làm việc của công trình. · Với j = 31o thì A = 1,21; B = 5,97; D = 8,25 · Dung trọng lớp đất từ đáy móng qui ước trở xuống : gII = 2,15 T/m3 · Dung trọng lớp đất từ đáy móng qui ước trở lên : g’II == 0.59 T/m3 · cII = 0,7 T/m2 =>= 177 T/m2 1,2.Rtc = 1,2x177 = 213 T/m2 = 52.7 T < 1,2. Rtc = 213 T 5. Kiểm tra lún của móng khối qui ước : Tính toán độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Độ lún của móng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố, trường hợp này đất nền từ chân cọc trở xuống có chiều dày lớn nên ta dùng mô hình nền là nửa không gian biến dạng tuyến tính. - Ứng suất bản thân đất nền ở đáy móng khối qui ước sbt = (1.462 – 1 )x14.5+ (2.085 – 1 )x13+ (2.15 – 1)x2 = 22.3 T/m2 - Ứng suất gây lún ở đáy móng khối qui ước: sgl0 = Ptb - sbt = 52 – 23.1 = 28.9 T/m2 ( Z=0 so với đáy móng) - Chia lớp đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dầy hi=1m,Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện: sigl £ 0.2sibt thì cho phép tính lún đến độ sâu đó. Trong đó: sigl : ứng suất gây lún tại đáy lớp thứ i sigl = 4kgi.sgl0 ;kgi tra bảng phụ thuộc vào tỉ số LM/BM và Z/BM, ở đây LM/B M= 7.7/5.3 = 1.45 sibt = si-1bt + gi.hi Độ lún của từng lớp được tính theo công thức: S = S = Trong đó: Si : độ lún của lớp phân tố thứ i Ei : Môđun đàn hồi của lớp đất thứ i hi : chiều dầy của lớp phân tố thứ i. Từ các công thức trên ta lập bảng tính lún cho từng lớp rồi cộng chúng lại để ra độ lún của toàn bộ. BẢNG TÍNH ĐỘ LÚN Điểm Độ sâu Z(m) Z/b L/b Ko σgl = Ko.σogl σibt = σbti-1+ γihi 1 1 0.18 1.45 0.98 26.30 23.10 2 2 0.37 1.45 0.82 23.70 23.56 3 3 0.57 1.45 0.61 17.63 24.02 4 4 0.75 1.45 0.47 13.58 24.49 5 5 0.94 1.45 0.35 10.12 24.95 6 6 1.13 1.45 0.24 6.94 25.41 7 7 1.32 1.45 0.21 6.07 25.87 8 8 1.5 1.45 0.16 4.62 26.33 Xác định chiều sâu ngừng lún : σigl < 0.2σbti Tổng độ lún: S=∑== =0.036m < Sgh = 8 cm. Vậy độ lún của móng nằm trong phạm vi cho phép. BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT GÂY LÚN 6. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc : * Kiểm tra điều kiện chọc thủng : - Chiều cao đài hđ =1.5m, a=0,15 h0 = 1.5- 0.15=1.35(m). Vẽ tháp chọc thủng: - Do tháp chọc thủng bao trùm ra hết các cọc nên không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng. * Tính thép cho đài cọc : Tính thép cho đài cọc chịu uốn. Xem đài cọc như một dầm công xôn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc : Moment tại ngàm xác định theo công thức : Trong đó : n là số lượng cọc trong phạm vi côngxôn PI phản lực đầu cọc thứ i, rI : khoảng cách từ mặt ngàm đến trục . -Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I: MI-I = r.Pmax Trong đó : r = 0.8 m; Pmax = 320 T; MI-I = 0.8x320 = 256 (T.m). Diện tích cốt thép tính theo công thức : Trong đó : M là moment tại tiết diện đang xét . ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó . Ra : cường độ tính toán của thép . Số liệu tính toán : Bêtông mác 300 ;Rn = 1300 (T/m2) Thép CIII: Ra = 34000 (T/m2) Chiều cao đài hđ = 1.5 m ; h0 =1.35m ; Lớp bêtông bảo vệ a =5cm. -Mặt ngàm I-I: Diện tích cốt thép : = 61.9 cm2 . Chọn 20Ø20 đặt a180 để bố trí ( Fa chọn = 62.8 cm2); -Thép theo phương X : đặt theo cấu tạo : Chọn 10Ø14 đặt a150 để bố trí . II.THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI M2 DƯỚI CỘT B2: Ta dùng tổ hợp có Nmax để tính toán.Bảng nội lực: Ntt (T) |M|tt (Tm) Qtt (T) 581.4 25.2 13.2 Tải trọng tiêu chuẩn: Ntt (T) |M|tt (Tm) Qtt (T) 484.5 21 11 1. Lựa chọn chiều sâu đặt đáy đài : § Đặt đáy đài vào lớp thứ 2 là sét dẻo cao. · hd : chiều cao đài móng, sơ bộ chọn hd = 1.5 m ® Chiều sâu đặt đáy đài : Hm = Hd = -1.5m 2. Lựa chọn chiều dài cọc,vật liệu làm cọc : Căn cứ theo số liệu địa chất ở trên, ta ép cọc vào lớp 4 : cát pha bụi. Căn cứ vào mặt cắt địa chất chiều dài cọc được chọn là : 34 m. Lựa chọn vật liệu làm cọc : Chọn vật liệu làm cọc và đài: - Bê tông mác 300 có Rn= 130 kg/cm2 Rk= 10 kg/cm2 Thép CIII : Ra = Ra’ =3400 kg/cm2 Sơ bộ chọn kích thước : -Chọn cọc nhồi có đường kính 0.8 m mũi cọc nằm trong lớp đất số 3 ở độ sâu 34 m . - Chọn vật liệu làm cọc và đài: - Bê tông mác 300 có Rn= 130 kg/cm2 Rk= 10 kg/cm2 - Thép CIII : Ra = Ra’ =3400 kg/cm2 - Chọn đường kính cọc: d = 0.8m; mũi cọc đặt ở độ sâu -34m kể từ mặt đất tự nhiên. - Cốt thép trong cọc: Chọn 14Ø18 có diện tích 35.63 cm2 ( hàm lượng cốt thép: 0.64%). thỏa theo TCXD 205:1998 μ>0.4 0.65%) 3.Tính khả năng chịu tải của cọc a/Theo vật liệu làm cọc -Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc , P , theo TCVN 205:1998 được xác định theo công thức : Pvl = (RuA+RanFa) Trong đó: -Ru : Cường độ tính toán của cọc nhồi , xác định như sau : + Đối với cọc đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét, Ru=R/4.5 nhưng không lớn hơn 60 kg/cm2 . + Đối với cọc đổ bê tông trong lỗ khoan khô , Ru =R/4 nhưng không lớn hơn 70 kg/cm2 Dùng bê tông Mác300 nên Ru = 60 kg/cm2 - A: Diện tích tiết diện ngang của cọc , A=3.14x802/4 = 5127 (cm2) - Fa : Diện tích tiết diện cốt thépdọc trục, Fa = 3563mm2 - Ran : Cường độ tính toán của cốt thép , xác định như sau : + Đối với thép nhỏ hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) + Đối với cốt thép lớn hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2000(kg/cm2) - Rc : Giới hạn chảy của cốt thép Dùng cốt thép CIII có Rc = 3400(kg/cm2) ,Ran=Rc/1.5 = 3400/1.5 = 2267(kg/cm2) Ran = 2200 (kg/cm2) Pvl = (60x51 27+2200x35.63) = 410006(kg) = 410 (T) b/Theo đất nền - Sức chịu tải của cọc bao gồm hai thành phần : ma sát bên và sức chống dưới mũi cọc Qu = Qf +Qm=Asfs+Amqm Trong đó: Qf -Sức chịu tải cực hạn của cọc Qm -Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên Qm -Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc fs -Ma sát bên đơn vị giữa cọc và đất qm -Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc As-Diện tích của mặt bên cọc Am-diện tích mũi cọc - Tính theo phụ lục B : Giá trị cực hạn Qu của cọc Qu = Qm + Qf = qm. Fm + u.∑ fsi. Li qm = C. Nc + γ’.Zm. Nq Trong đó : γ’.Zm là ứng xuất do trọng lượng bản thân đất tại mũi cọc . γ’.Zm = ( 1.462 – 1)x14.5 +( 2.085 – 1)x13 + ( 2.15 – 1)x4 = 25.5 T/m2 Tra biểu đồ φ1 = 31o suy ra Nq = 23 , Nc = 32 qm = 0.7x32 + 25.5x23 = 607 kg/m2. Qm = 607x3.14x0.82 = 364 T + Ma sát trên đon vị diện tích mặt bên cọc fs tính theo công thức fs=ca+σvKstgφa Trong đó ca-lực dính giữa cọc và đất ; ca=0.8c φa-Góc ma sát giữa cọc và đất ; φa=0.8φ σv-Ứng suất do trọng lượng bản thân đất tính tại giữa lớp đất σv= Ks-Hệ số áp lực ngang trong đất ; Ks =1.3x(1-sin φ) Lớp 1 : ứng suất do trọng lượng bản thân ( TLBT) ở giữa lớp đất σz’. Ta có : ks = 1.2(1 – sin φ) = 1.2(1- sin40 ) = 1.12 Cu = 0.8xC = 0.8x0.8 = 0.64 T/m2 φa = 0.8xφ = 0.8x4 = 3.2 σz’ = ( 1.462 – 1 ) x12 = 5.5 T/m2 . suy ra : fs1 = Cu + σz’.Ks.tgφa = 0.64 + 5.5x1.12xtg3.2 = 1.25T/m2 Lớp 2 : ứng suất do trọng lượng bản thân ( TLBT) ở giữa lớp đất σz’. Ta có : ks = 1.2(1 – sin φ) = 1.2(1- sin160 ) = 0.86 Cu = 0.8xC = 0.8x2.4 = 1.92 T/m2 φa = 0.8xφ = 0.8x16 = 12.8 σz’ = ( 2.085 – 1 ) x7.525 + ( 1.462 – 1 ) x12 = 13.7 T/m2 . suy ra : fs2 = Cu + σz’.Ks.tgφa = 1.92 + 13.7x0.86xtg12.8 = 4.6 T/m2 Lớp 3 : ứng suất do trọng lượng bản thân ( TLBT) ở giữa lớp đất σz’. Ta có : ks = 1.2(1 – sin φ) = 1.2(1- sin310 ) = 0.58 Cu = 0.8xC = 0.8x0.7 = 0.56 T/m2 φa = 0.8xφ = 0.8x31 = 24.8 σz’ = ( 2.15 – 1 ) x4 +( 2.085 – 1 ) x15.5 + ( 1.462 – 1 ) x12 = 27.5 T/m2 . suy ra : fs3 = Cu + σz’.Ks.tgφa = 0.56 + 27.5 x0.56xtg24.8 = 8.6 Qf = ux(fs1.L1 + fs2.L2 + fs3.L3) = 2x3.14x0.4 (1.25x12 + 4.6x15.5 + 8.6x4 ) = 303 T/m2 Do đó : Qu = Qm + Qf = 306 + 303 = 609 T Tính cọc sử dụng : Qa = Qm/2 + Qf /2 = 364/2 + 303/2 = 334 T -Xác định số sơ bộ lượng cọc theo công thức Chọn 4cọc : khoảng cách 2 tim 3D = 3x0.8 = 2.4 m ( bố trí cọc h.vẽ) MB Bố Trí Móng Cọc Khoan Nhồi  4.Kiểm tra cường độ của đất dưới mũi cọc : a. Xác định kích thước móng quy ước : Xác định jtb : =13.10 Góc truyền lực : - Chiều dài, rộng và chiều cao của móng khối qui ước LM = L + 2Hxtga = 4 + 2x33xtg3.20 = 7.7 m BM= B + 2Hxtga = 4 + 2x33 xtg3.20 = 7.7 m Trọng lượng khối móng qui ước : Wqum = Lm.Bm.Zm.γtb = 7.7x7.7x33x(2.15 – 1) = 2250 T b. Tính ứng suất dưới đáy móng khối quy ước : Ứng suất lớn nhất tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức : Diện tích của đài cọc thực tế : Fđ = 7.7´7.7 = 59.29 (m2) Độ lệch tâm : ex = / (Ntc + Wqum ) = 25.2/(484.5 + 2250 ) = 0.016 m Ptb = = = 48 T Tính ứng suất dưới đáy móng khối quy ước : = 49 T = 47 T c. Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc : Tải trọng tác dụng lên một đầu cọc : Pmax = + Pc = + 14.52 = 257 T Trong đó : Wqu = Lm.Bm.hm.γtb = 7.7x7.7x1.5x(2.15 – 1) = 137 T Pmax = 257 T < Qu = 334 T ( Thỏa điều kiện ) . Trọng lượng tính toán của 1 cọc: Pctt=0.16x33x2.5x1.1= 14.52 (T) d. Xác định áp lực tính toán ở đáy khối móng quy ước: - Áp lực tiêu chuẩn của đất nền (Theo QPXD 45-78) Trong đó : · Ktc= 1,0 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. · m1: 1,2 hệ số điều kiện làm việc của đất (cát bụi khô và ít ẩm). · m2: 1,2 hệ số điều kiện làm việc của công trình.