Đồ án Thiết kế chung cư Gia Phú

ới trọng tâm móng khối quy ước là: = 13.38+ 7.3* 17 = 137.4 (Tm) - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åNtcqu = Ntc + Ntcqư = 308 + 573.55 = 881.55 (T) - Độ lệch tâm: e = = 0.15 (m) Þ Aùp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: s stcmax = 64.23 (T/m2) stcmin = 43 (T/m2) stctb = 53.6 (T/m2) 4. Xác định cường độ tính toán của đáy khối móng quy ước ( 1,1ABM g II +1,1BHMg +3DC II ) Trong đó: A,B,D:các hệ số tra bảng 2-1 trang 64,N-M,phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc. jtc = 27o36’ Nội suy ta có các giá trị : A = 0.935 ; B = 4.751 ; D = 7,24 ktc = 1 (kết quả lấy từ kết quả thí nghiệm); m1, m2 :là các hệ số điều kiện làm việc của đất nền và công trình m1 = 1.2, m2 = 1.22 (L/H =2.5) Lớp đất dưới mũi cọc có : +Lực dính đơn vị: CII = 0.099 (T/m2) +Dung trọng đất tại mũi cọc: g = 2.055 (T/m3) +Dung trọng đất tính từ đáy KMQU trở lên: g = = = 2.044 (T/m3) → RMtc =(1.1*0.935*3.63*2.055+ 1.1*4.751*17*2.044+ 3*7.24 *0.099) = 280.24 (T/m2) +Kiểm tra : stcmax = 64.23 (T/m2) < 1,2RMtc = 336.29 (T/m2) stcmin = 43 (T/m2) > 0 stctb = 53.6 (T/m2) < RMtc = 280.24 (T/m2) Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 5. Xác định độ lún của móng - Ta sẽ dùng phương pháp phân tầng cộng lún. - Ứng suất bản thân của đất ở đáy khối móng quy ước : sbt = Shigi = 2.055*17 = 34.935 (T/m2) - Áp lực gây lún : sgl = stctb - sbt = 53.6 - 34.935= 18.66 (T/m2) - Phân bố ứng suất trong nền đất : + Ứng suất do đất nền : szbt = Shigi . + Ứng suất do tải trọng : szgl = kosgl Với : ko = f được tra bảng 3-7 trang 33, HDĐANM - Chia đất dưới đáy móng khối quy ước thành nhiều lớp có chiều dày: hi BM /5 = 3.63/5 = 0.726 (m), chọn (hi = 0.5 m) Điểm Z LM/BM 2Z/BM Ko szgl (T/m2) sbtz (T/m2) 0.2sbtz (m) (m) (T/m2) 0 0 0.00 1 18.66 34.935 6.987 1 0.5 0.275 0.979 18.27 35.963 7.193 2 1 0.551 0.918 17.13 36.991 7.398 3 1.5 0.826 0.823 15.35 38.019 7.604 4 2 1.102 0.702 13.01 39.047 7.809 5 2.5 1.377 0.591 11.02 40.075 8.015 6 3 1.653 0.489 9.12 41.103 8.221 7 3.5 1.928 0.409 7.63 42.131 8.426 Bảng I.3.Bảng tính lún Vậy Hcn = 3.5 (m) -Giới hạn nền tại điểm số 5 ở độ sâu 2.5 (m) tính từ mũi cọc: szgl = 7.63 (T/m2) < 0.2*sbt = 0.2*42.131 = 8.462 (T/m2) * Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp: -Modul biến dạng của lớp đất 4 được thống kê trong xử lý địa chất: E = 800 T/m2 ; b = 0.8 -Độ lún được tính bởi công thức: S== = 0.055 (m) Như vậy: S = 5.5 (cm) < [Sgh ] = 8 (cm) -Kích thước đài cọc bxl = (1.5 x2.4) m và chiều dài cọc l= 15.5 m đã thoả yêu cầu biến dạng. HÌNH I.5.Biểu đồ ứng suất gây lún IV.6. TÍNH VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO ĐÀI 1. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng -Tính toán theo chọc thủng,dưới tác dụng của phản lực các đầu cọc nếu đài không đủ độ bền thì móng sẽ bị chọc thủng,theo tháp chọc thủng xuất phát từ chân cột và nghiêng 1 góc 45so với trục đứng. -Kẻ góc 45từ mép ngoài của cọc dãy biên ta xác định được hkhông cần kiểm tra điều kiện chọc thủng vì các cọc điều nằm trong tháp chọc thủng. 2. Tính cốt thép - Khi tính toán giá trị nội lực ta xem như đài cọc là thanh ngàm tại mép cột và lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. - Tải trọng tác dụng lên mỗi cọc trong móng : P1 = P2 = Pmax = 63.7 (T) P5 = P6 = Pmin = 59.6 (T) P3 = P4 = Ptb = 61.64 (T) Hình I.6.Mặt cắt và sơ đồ tính đài cọc - Theo phương cạnh dài mặt ngàm I-I : +Momen uốn của móng: FaI = , h0 =100 -15=85 (cm) = = 38.65 (cm2) Chọn 13F20 ( Fa = 40.8 cm2 ) +Chiều dài 1 thanh thép: l*= l-2a’=2.4-2*0.035=2.33 (m) +Khoảng cách bố trí thanh thép dài: b*=b-2a’=1.5-2*0.035=1.43(m) +Bước cốt thép cạnh dài: a= (mm) Vậy thép bố trí theo phương b là:1320a120 chiều dài 1 thanh là 2330 (mm) -Theo phương cạnh dài mặt ngàm II-II : Tương tự như trên,ta có: (Tm) = = 23.7 (cm2) Chọn 12F16 (Fa= 24.13 cm2 ) Vậy thép bố trí theo phương l là:1216a200 chiều dài 1 thanh là 1430 (mm) IV.7. TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC -Chiều dài tính toán của cọc là: 15 m, phần ngàm vào bệ là 0.5 m -Chiều dài thật của cọc là 15.5 m, gồm 2 đoạn 8 m và 7.5 m 1. Kiểm tra khi cẩu cọc Hình I.7.Kiểm tra cẩu cọc -Xác định nội lực: q = 0.3* 0.3 * 2500 * 1.1 = 247.5 (KG/m) Mmax = Mmin = 0.043* q * L2 = 0.043 * 247.5 * 82 = 681.12 (KGm) = = 0.024< Ao = 0.412 = 0.5*(1+)= 0.989 (cm2) → Fat = 0.9 (cm2) < Fach = 10.18 (cm2) 2. Kiểm tra khi dựng cọc Hình II.8.Kiểm tra dựng cọc Mmax = Mmin = 0.086 * q * L2 = 0.086 * 247.5 * 82 = 1362.24 (KGm) = = 0.038 < Ao = 0.412 = 0.97 (cm2) →Fat = 1.82 (cm2) < Fach = 10.18 (cm2) => Vậy chọn 418 là đảm bảo điều kiện về vận chuyển và cẩu lắp cho cọc. 3. Tính thép làm móc treo - Lực do 1 thanh thép chịu khi cẩu lắp : P = * 1.2* q* L = * 1.2*247.5 * 8 = 594 (KG) Fa = = = 0.212 (cm2) → Chọn thép 1F18 ( Fa = 2.54 cm2) V. TÍNH TOÁN MÓNG M2 ( TRỤC 5 – C,D ) Tải trọng mà ta giải khung được là tải trọng tính toán.Muốn có tải trọng tiêu chuẩn thì phải chia cho hệ số vượt tải là 1,15. V.1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MÓNG -Với móng M1 ta có giá trị nội lực tại chân cột: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N (T) 217 189 M (Tm) 8.74 7.16 Q (T) 4.14 3.6 Bảng I.4.giá trị nội lực V.2. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC ĐÀI CỌC - Chọn đường kính cọc (30x30) cm - Chọn khoảng cách giữa các cọc là : L = (3d6d), chọn L = 3d . - Ta có áp lực tính toán giả định lên đài cọc do phản lực đầu cọc gây ra là: = 107.21 (T/m2) = 107.21 – 1.1*2*2 = 102.81 (T/m2) -Diện tích sơ bộ của đế đài: =2.11 (m2) Chọn kích thước đế đài:1.5x1.8=2.7 (m2) -Trọng lượng đế đài: Nttđ=1.1* Fđ * hm * = 1.1* 2.7 * 2*2 = 11.88 (T) -Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Nott = Ntt + Nđtt = 217 + 11.88 = 229.8 (T) V.3. XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC 3.7 (cọc) Chọn 4 cọc Trong đó : =1.2-1.4 , lấy =1.4 -Không xét đến hệ số nhóm cách giữa các cọc: 3d6d nên ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cọc có thể bỏ qua( NỀN và MÓNG- Nguyễn Văn Quảng). -Bố trí cọc trong đài như hình vẽ: Hình I.9.Mặt bằng bố trí cọc V.4. KIỂM TRA TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CỌC * Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc dãy biên: + Chọn diện tích đài móng : Fđ =1.5 * 1.8 = 2.7 (m2) + Trọng lượng tính toán của đài theo mặt bằng bố trí cọc: Nđtt =1.1* Fđ * hm * = 1.1* 2.7 * 2 * 2 = 11.88 (T) Ntt = Ntt + Nđtt = 217 + 11.88= 229.8 (T) Mtt = Mtt + Qtt * hm = 8.74+ 4.14* 2 = 17.02 (Tm) xmax = 0.6 (m) = 4*0.6 = 2.4 (m) = 60.44 (T) = 58 (T) P=59.22 (T) -Kiểm tra: Pmax = 60.44 (T) < F0 = 86.84 (T) Pmin = 58 (T) > 0 ® cọc không bị nhổ. Ptb = 59.22 (T) -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. Ta không cần kiểm tra chống nhổ do Pmin >0. V.5. TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN CHO MÓNG 1. Xác định kích thước khối móng quy ước - Góc ma sát trong trung bình: jtb = a = jtb /4 = 18031’/4 = 4038’ - Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: LM =L’+2Lctga => LM = 1.5 + 2 * 15 * tg(4038’) =3.93 (m) BM =B’+2Lctga => BM = 1.2 + 2 * 15 * tg(4038’) = 3.63 (m) Vậy FM = 3.93 * 3.63= 14.27 (m2) - Chiều cao móng khối quy ước: HM =15 + 2 = 17(m) Hình I.10.Khối móng quy ước 2. Xác định khối lượng khối móng quy ước + Trọng lượng từ đáy đài lên đến MĐTT: N1 = gtbhmFM = 2 * 2 * 14.27 = 57.08 (T) + Trọng lượng khối móng quy ước trong phạm vi lớp đất thứ 2 từ đáy đài trở xuống: N2 = gh(FM –ncFcoc) = 2.03* 4.5* ( 14.27 – 4* 0.09) = 127.07 (T) + Trọng lượng khối móng quy ước trong phạm vi lớp đất thứ 3: N3 = 2.045 * 5 * (14.27 –4 * 0.09) = 142.23 (T) + Trọng lượng khối móng quy ước trong phạm vi lớp đất thứ 4: N4 = 2.055 * 5.5 * (14.27 –4 * 0.09)= 157.22 (T) + Trọng lượng cọc bê tông trong đất : N5 = ncgbthFcoc = 4* 2.5 * 15 * 0.09 = 13.5 (T) Þ Tổng trọng luợng khối móng quy ước: Ntcqu’ = 57.08+127.07+142.23+157.22+13.5 = 497.1 (T) 3. Xác định áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước - Mômen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: = 7.16+ 3.6* 17 = 68.36 (Tm) - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åNtcqu = Ntc + Ntcqư = 189+ 497.1 = 686.1 (T) - Độ lệch tâm: e = = 0.099 (m) Þ Aùp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: s stcmax = 51.76 (T/m2) stcmin = 45.34 (T/m2) stctb = 48.55 (T/m2) 4. Xác định cường độ tính toán của đáy khối móng quy ước ( 1,1ABM g II +1,1BHMg +3DC II ) Trong đó: A,B,D:các hệ số tra bảng 2-1 trang 64,N-M,phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc. jtc = 27o36’ Nội suy ta có các giá trị : A = 0.935 ; B = 4.751 ; D = 7,24 ktc = 1 (kết quả lấy từ kết quả thí nghiệm); m1, m2 là các hệ số điều kiện làm việc của đất nền và công trình: m1 = 1.2, m2 = 1.22 (L/H =2.5) Lớp đất dưới mũi cọc có : +Lực dính đơn vị: CII = 0.099 (T/m2) +Dung trọng đất tại mũi cọc: g = 2.055 (T/m3) +Dung trọng đất tính từ đáy KMQU trở lên: g = = = 2.044 (T/m3) → RMtc =(1.1*0.935*3.63*2.055+ 1.1*4.751*17*2.044+ 3*7.24 *0.099) = 280.24 (T/m2) +Kiểm tra : stcmax = 51.76 (T/m2) < 1,2RMtc = 336.29 (T/m2) stcmin = 45.34 (T/m2) > 0 stctb = 48.55 (T/m2) < RMtc = 280.24 (T/m2) Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 5. Xác định độ lún của móng - Ta sẽ dùng phương pháp phân tầng cộng lún. - Ứng suất bản thân của đất ở đáy khối móng quy ước : sbt = Shigi = 2.055*17 = 34.935 (T/m2) - Áp lực gây lún : sgl = stctb - sbt = 48.55 - 34.935= 13.615 (T/m2) - Phân bố ứng suất trong nền đất : + Ứng suất do đất nền : szbt = Shigi . + Ứng suất do tải trọng : szgl = kosgl Với : ko = f được tra bảng 3-7 trang 33, HDĐANM - Chia đất dưới đáy móng khối quy ước thành nhiều lớp có chiều dày: hi BM /5 = 3.63/5 = 0.726 (m), chọn (hi = 0.5 m) Điểm z (m) LM/BM 2Z/BM ko szgl (T/m2) sbtz (T/m2) 0.2sbtz (T/m2) (m) 0 0 0.000 1 13.615 34.935 6.987 1 0.5 0.275 0.975 13.275 35.963 7.193 2 1 0.551 0.906 12.335 36.991 7.398 3 1.5 0.826 0.800 10.892 38.019 7.604 4 2 1.102 0.671 9.136 39.047 7.809 5 2.5 1.377 0.556 7.570 40.075 8.015 6 3 1.653 0.453 6.168 41.103 8.221 7 3.5 1.928 0.374 5.092 42.131 8.426 Hình I.5.Tính lún Vậy Hcn = 2.5 (m) -Giới hạn nền tại điểm số 5 ở độ sâu 2.5 (m) tính từ mũi cọc: szgl = 7.57 (T/m2) < 0.2*sbt = 0.2*40.075 = 8.015 (T/m2) * Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp -Modul biến dạng của lớp đất 4 được thống kê trong xử lý địa chất: E = 800 T/m2 ; b = 0.8 -Độ lún được tính bởi công thức: S== = 0.033(m) Như vậy: S = 3.3 (cm) < [Sgh ] = 8 (cm) -Kích thước đài cọc bxl = (1.5 x1.8) m và chiều dài cọc l= 15.5 m đã thoả yêu cầu biến dạng. Hình I.11.Biểu đồ ứng suất gây lún V.6. TÍNH VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO ĐÀI 1. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng -Tính toán theo chọc thủng,dưới tác dụng của phản lực các đầu cọc nếu đài không đủ độ bền thì sẽ bị chọc thủng,theo tháp chọc thủng xuất phát từ chân cột và nghiêng 1 góc 45so với trục đứng. -Kẻ góc 45từ mép ngoài của cọc dãy biên ta xác định được hkhông cần kiểm tra điều kiện chọc thủng vì các cọc điều nằm trong tháp chọc thủng. 2. Tính cốt thép - Khi tính toán giá trị nội lực ta xem như đài cọc là thanh ngàm tại mép cột và lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. - Tải trọng tác dụng lên mỗi cọc trong móng : P1 = P2 = Pmax = 60.44 (T) P3 = P4 = Pmin = 58 (T) Hình I.12.Mặt cắt và sơ đồ tính đài cọc - Theo phương cạnh dài mặt ngàm I-I : +Momen uốn của móng: FaI = , h0 =70 -15 =55 (cm) = = 30.53 (cm2) Chọn 13F18 ( Fa = 33.09 cm2 ) +Chiều dài 1 thanh thép: l*= l-2a’=1.8-2*0.035=1.73 (m) +Khoảng cách bố trí thanh thép dài: b*=b-2a’=1.5-2*0.035=1.43(m) +Bước cốt thép cạnh dài: a= (mm) Vậy thép bố trí theo phương b là:1318a120 chiều dài 1 thanh là 1730 (mm) -Theo phương cạnh dài mặt ngàm II-II : Tương tự như trên,ta có: (Tm) = = 23.02 (cm2) Chọn 12F16 (Fa= 24.13 cm2 ) Vậy thép bố trí theo phương l là:1216a160 chiều dài 1 thanh là 1430 (mm) VI. TÍNH TOÁN MÓNG TRỤC 5-B Tương tự móng M1. PHƯƠNG ÁN II: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI I. CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI CỌC - Chiều sâu chôn móng so với mặt đất thiên nhiên: hm = 2 (m) (Chiều cao đài sơ bộ là hđ= 1.2m, chiều cao từ mặt đất đến cổ móng là 0.8m). - Đài cọc được cấu tạo bằng bê tông mác 300, thép AII. II. CHỌN LOẠI VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU CỌC - Chọn đường kính cọc khoan nhồi: d = 0.6 (m) Diện tích : Ap = = 0.283 (m2) Chu vi : u = p.d = 3.14* 0.6 = 1.884 (m) - Bê tông mác 300: Rn = 130 (KG/cm2) = 1300 (T/m2) - Thép A-II: Ra = 2800 (KG/cm2) = 28000 (T/m2) - Chiều dài phần cọc ngoài đài:16 m (mũi cọc cắm vào lớp thứ 4 là lớp cát trung) - Đoạn ngàm của cọc vào đài bao gồm : + Đoạn neo vào đài : 15 (cm) + Đoạn thép dọc ăn sâu vào đài :35F III. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI 1. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc ® Qvl = j (m1m2Rb Fb + Ra Fa ) trong đó: Qvl : Sức chịu tải của cọc theo vật liệu. j : Hệ số uốn dọc của cọc, tra bảng ta được j = 1 m1=0.85 : Hệ số điều kiện làm việc khi đổ bê tông qua ống chuyển dịch thẳng đứng m2=0.7: Hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng cuả phương pháp thi công cọc Rb = 130 (KG/cm2): Cường độ chịu nén của bê tông mác 300 Fb = 3600 (cm2): Diện tích tiết diện ngang của cọc. Ra =2800 (KG/cm2) (Thép AII). Fa = 16.09 (cm2) :Diện tích tiết diện ngang của cốt thép . ® Qvl = 1*(0.85*0.7*130*3600 + 2800*16.09) = 323512 (KG) = 323.512 (T) 2. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền Tính sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền, theo TCXD 205-1998: Qa = Trong đó: ktc là hệ số an toàn được lấy như sau : ktc = 1.4 Qtc = m(mR qpAp + uSmfifsili) - m : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy m =1 - mR :hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc, lấy mR=1 - mfi :hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ khoan, lấy theo bảng A5 (TCXD 205-1998). - qp : cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc. - fsi : cường độ tính toán của lớp thứ i theo mặt xung quanh cọc. - hi : chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc. - Ap , u : tiết diện và chu vi cọc. Ta có: m =1 ; mR =1 ; mfi =0.6 - Đặt mũi cọc vào lớp thứ 4 là lớp cát hạt trung có ZR = 18 (m) - Xác định cường độ chịu tải của đất qb (T/m2): qb=0.75b(gI d Aok +a g’I h Bok) g = = = 2.045 (T/m3) Với jI = 27o36 , Tra bảng A6 (TCXD 205-1998) có nội suy,ta được: a = 0.582 ; b = 0.228 Aok = 18.58 ; Bok = 35.09 Vậy: qb = 0.75*0.228*(2.055*1*18.58 + 0.582*2.045*16*35.09)=140.79 (T/m2) Để tính fsi ta chia đất thành từng lớp với chiều dày hi như hình vẽ: Hình II.1 Xác định zi tương ứng tính lún tìm giá trị ma sát bên STT Tên đất B Z(m) hi(m) fi(T/m2) hifi (T/m) 1 Sét pha 0.212 3 2 4.64 9.28 2 Sét pha 0.212 5 2 5.41 10.82 3 Sét pha 0.212 6.25 0.5 5.66 2.83 4 Cát pha 0.405 7.5 2 3.22 6.44 5 Cát pha 0.405 9.5 2 3.34 6.68 6 Cát pha 0.405 11 1 3.44 3.44 7 Cát hạt trung 0 12.5 2 4.85 9.7 8 Cát hạt trung 0 14.5 2 5.05 10.1 9 Cát hạt trung 0 16.5 2 7.41 14.82 10 Cát hạt trung 0 17.75 0.5 7.59 3.79 Tổng 77.9 Bảng II.1.Tính toán giá trị ma sát bên Þ Qtc =m(mR qpAp + uSmffsili) =1*(1*140.79*0.283+1.884*0.6*77.9) =169.11 (T) Qa = == 120.79 (T) Vậy: Qvl = 323.512 (T) > Qa = 120.79 (T) => chọn giá trị của Qa để tính móng. Þ Pc = Qa = 120.79 (T) IV. TÍNH TOÁN MÓNG M1 ( TRỤC 5 – A ) Tải trọng mà ta giải khung được là tải trọng tính toán.Muốn có tải trọng tiêu chuẩn thì phải chia cho hệ số vượt tải là 1,15. IV.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MÓNG -Với móng M1 ta có giá trị nội lực tại chân cột: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N (T) 354.2 308 M (Tm) 15.38 13.38 Q (T) 8.39 7.3 Bảng II.2.Giá trị nội lực 1. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc - Khoảng cách giữa các cọc là: 3.d = 3* 0.6 = 1.8(m) - Ứng suất trung bình dưới đế đài: = 37.28 (T/m2 ) - Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài: gtb = 2 (T/m2) - Diện tích đài cọc được xác định sơ bộ như sau: Fđ = 10.6 (m2) - Trọng lượng đài và đất phủ lên đài được xác định sơ bộ như sau : Qđ = n * Fđ * gtb * hm = 1.1* 10.6* 2 * 2 = 46.8 (T) 2. Xác định số lượng cọc n== 4.65 (cọc) → Chọn n = 5 cọc - Kích thước đài cọc được chọn là : 3 x 4 m (Fđ = 12 m2) - Trọng lượng đài và đất phủ lên đài: Qđ = n.Fđ.gtb.hm =1.1*12*2*2 = 52.8 (T) 3. Cấu tạo và tính toán đài cọc Hình II.2.Cấu tạo đài cọc Hình II.3.Mặt bằng bố trí cọc - Chọn chiều dài cọc ngàm vào đài : h1= 15 (cm) -Với chiều cao đài giả định là hđ =1.2 m - Lực dọc tính toán xác định : Ntt = 354.2+ 52.8= 407 (T) - Tải tác dụng lên cọc : Pm = ± åMtt = Mtt + Qtt * 2 = 15.38 + 8.39* 2 = 32.16 (Tm) xmax = 1.4 (m) åxi2 = 4* 1.42 = 7.84 (m2) Pm = ± = 81.4 ± 5.7 pmax = 87.1 (T) pmin = 75.7 (T) ptb = = 81.4 (T) - Nhận xét : pmax £ Pc = 120.79 (T), pmin > 0 - Vì tải trọng tác dụng lên hàng cọc biên nhỏ hơn sức chịu tải của cọc cho nên thiết kế như trên là hợp lý. - Và Pmin > 0 nên không cần kiểm tra chống nhổ. 4. Kiểm tra ổn định của nền nằm dưới móng khối quy ước và kiểm tra lún -Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của khối móng quy ước. Trong đó : hi : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua. jIIi : góc ma sát trong của lớp đất thứ i. -Ta có : Lớp 2 : j = 16042’ ; h = 4.5 m Lớp 3 : j = 10012’ ; h = 5 m Lớp 4 : j = 27036’ ; h = 6.5 m jtb = a = jtb /4 = 1906’/4 = 4046’ - Chiều dài của đáy móng khối quy ước : LM= a + 2.L.tg → LM = 3.4 + 2 * 16 * tg(4046’) = 6.07 (m) - Chiều rộng của đáy móng khối quy ước : BM = b + 2.L.tg → BM = 2.4 + 2 * 16 * tg(4046’) = 5.07 (m) - Diện tích đáy móng khối quy ước: FM = 6.07 * 5.07 = 30.77 (m2) - Xác định trọng lượng móng khối quy ước : +Trọng lượng đất, bê tông từ đáy đài trở lên: 2 * 30.77* 2 = 123.01 (T) +Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy khối móng qui ước: (2.03*4.5 + 2.045*5 + 2.055*6.5)*28.24= 923.94 (T) +Trọng lượng các cọc là: 1.1*5*0.36*16*2.5 = 79.2 (T) →Vậy: Qmqư = 123.01 + 923.94 + 79.2 = 1126.15 (T) Hình II.4.Khối móng quy ước a) Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước - Cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc được tính theo công thức: Rm = (A.Bm.gII +B.Hm.g’II + D.CII) Trong đó: Ktc = 1 (hệ số độ tin cậy,tiến hành khoan khảo sát ở hiện trường) m1, m2 :hệ số điều kiện làm việc của đất nền và dạng kết cấu công trình tác động qua lại với nền đất) m1 = 1.2 (đất cát hạt trung). m2 = 1.22 (đất cát lẫn bụi lẫn sét, L/H=2.5) Hm = 18 (m) CII = 0.099 (T/m2) g’II : Dung trọng trung bình của đất từ đáy móng khối qui ước trở lên. g = = = 2.045 (T/m3) Với jtc = 27o36’ nội suy ta có các giá trị : A = 0.935; B = 4.751; D = 7.24 Rm = * (0.935*5.07*2.055 + 4.751*18*2.045 + 7.24* 0.099) Rm = 271.34 (T/m2) - Ứng suất trung bình thực tế dưới đáy móng khối quy ước : stbtc = = = 46.39 (T/m2) Ta có : stb < Rm=271.34 (T/m2) , đất nền dưới đáy móng đủ khả năng chịu lực. -Ứng suất cực đại và cực tiểu dưới đáy móng khối qui ước: stcmax,min = ± =± = 46.39 ± 0.35 stcmax = 46.74 (T/m2) < 1.2*Rm = 325.61 (T/m2) stcmin = 46.04 (T/m2) > 0 Vậy đất nền dưới đáy khối móng qui ước ổn định. b) Tính lún theo phương pháp phân tầng cộng lún - Dùng phương pháp cộng lún từng lớp. S=åsi ; si = *h *Tính lún dưới đáy móng khối qui ước : Lm = 6.07 (m), Bm = 5.07 (m) - Aùp lực bản thân tại mũi cọc : sbt = Shigi = 2.055*18 = 36.99 (T/m2) - Aùp lực gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối qui ước : Pgl = stbtc - sbt = 46.39 – 36.99 = 9.4 (T/m2) - Tại giữa mỗi lớp đất, ta xác định các trị số : + sbt = å(gi.hi) : Aùp lực bản thân + szgl = ko.pgl : Aùp lực gây lún + sztb = (szigl + szi+1gl)/2 Trị số ko tra bảng ứng với 2z/B và tỷ số : (z tính từ đáy móng khối qui ước) - Chia nền đất dưới mũi cọc thành các lớp có chiều dày : hi £ =, lấy hi = 0.5 (m) - Chia nền thành các lớp dày 0.5 m, lập bảng tính như sau : STT Độsâu z (m) 2z/B k0 sgl (T/m2) sbt (T/m2) 0.2sZbt (T/m2) 0 0 0 1.00 9.40 36.99 7.40 1 0.5 0.197 0.984 9.24 38.02 7.61 2 1 0.394 0.968 9.09 39.05 7.81 3 1.5 0.592 0.899 8.45 40.08 8.02 4 2 0.789 0.833 7.83 41.11 8.22 5 2.5 0.986 0.747 7.02 42.14 8.43 Bảng II.3.Tính lún Tại độ sâu z = 2 (m) dưới đáy móng khối qui ước có: szgl = 7.83 (T/m2) < 0.2*sbt = 0.2 * 41.11 = 8.22 (T/m2) * Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp - Modul biến dạng của lớp đất 4 được thống kê trong xử lý địa chất: E = 800 (T/m2) ; b = 0.8 - Độ lún được tính bởi công thức: S===0.044 (m) Như vậy: S = 4.4 (cm) < [Sgh ] = 8 (cm) → Thoả yêu cầu về lún. Hình.II.5.Biểu đồ ứng suất gây lún 5. Tính đài cọc và bố trí thép cho đài a) Kiểm tra điều kiện xuyên thủng -Tính toán theo chọc thủng,dưới tác dụng của phản lực các đầu cọc nếu đài không đủ độ bền thì móng sẽ bị chọc thủng,theo tháp chọc thủng xuất phát từ chân cột và nghiêng 1 góc 45so với trục đứng. -Kẻ góc 45từ mép ngoài của cọc dãy biên ta xác định được hkhông cần kiểm tra điều kiện chọc thủng vì các cọc điều nằm trong tháp chọc thủng. b) Tính cốt thép - Tải trọng tác dụng lên mỗi cọc trong móng : P1 = P2 = Pmax = 87.1 (T) P3 = P4 = Pmin = 75.7 (T) - Theo phương cạnh dài mặt ngàm I-I : + Moment uốn của móng: (Tm) FaI = ; h0 =120 -15 =105 (cm) = = 59.25 (cm2) Chọn 24F18 ( Fa = 61 cm2 ) + Chiều dài 1 thanh thép dài: l*= l-2a=4 -2*0.035=3.93 (m) + Khoảng cách bố trí thanh thép dài: b*=b-2a=3-2*0.035=2.93 (m) + Bước cốt thép dài: a=(mm) Vậy thép bố trí theo phương b là:2418a120 chiều dài 1 thanh là 3930 (mm) -Theo phương cạnh dài mặt ngàm II-II : (Tm) = = 44.6 (cm2) Chọn 23F16 (Fa= 46.2 cm2 ). + Chiều dài 1 thanh thép ngắn: b*= b-2a=3-2*0.035=2.93 (m) + Khoảng cách bố trí thanh thép ngắn: l*=l-2a=4 -2*0.035=3.93 (m) + Bước cốt thép ngắn: a=(mm) Vậy thép bố trí theo phương l là:2316a180 chiều dài 1 thanh là 2930 (mm) V. TÍNH TOÁN MÓNG M2 ( TRỤC 5 - C - D ) Cột Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn C M (Tm) 5.08 4.42 N (T) 209.9 182.6 Q (T) 1.48 1.29 D M (Tm) 8.65 7.52 N (T) 203.2 176.7 Q (T) 4.49 3.91 Bảng II.4.Giá trị nội lực 1. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc - Khoảng cách giữa các cọc là: 3.d = 3* 0.6 = 1.8(m) - Ứng suất trung bình dưới đế đài: = 37.28 (T/m2 ) - Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài: gtb = 2 (T/m2) - Diện tích đài cọc được xác định sơ bộ như sau: Fđ = 12.37 (m2) - Trọng lượng đài và đất phủ lên đài được xác định sơ bộ như sau : Qđ = n * Fđ * gtb * hm = 1.1 * 12.37 * 2 * 2 = 54.47 (T) 2. Xác định số lượng cọc n== 5.4 (cọc) → Chọn n = 6 cọc - Kích thước đài cọc được chọn là : 3 x 4.8 m (Fđ = 14