Đồ án Thiết kế nền và móng công trình theo sơ đồ công trình

Víi ed ===0,95(m) Nd=gtn.h1.L.b =18.0,6.1,3.2,5 =35,1kN Md = N.e=35,1.0,95=33,34kNm e ====0,302m ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®Õ mãng : == = 258,71kPa =104,95kPa = = 181,83kPa Ta cã : = 258,71KPa < 1,2R=268,90kPa =181,83kPa < R=224,084kPa Ta chän kÝch th­íc s¬ bé cña ®Õ mãng lµ l x b = 3,2 x 2,5m. 3.1.2.KiÓm tra ®iÒu kiÖn ¸p lùc lªn nÒn ®Êt yÕu : §Ó ®¶m b¶o cho nÒn d­íi ®¸y mãng æn ®Þnh vµ biÕn d¹ng trong giíi h¹n dÎo th× ta ®i kiÓm tra ®iÒu kiÖn : trong ®ã : =1g1+0,8g®n1+3,9g®n2=1.16,4+0,8.7+3,9.8,91 =56,74kPa =K0. = ptbtc - gh = 181,83 – (1.16,4+0,8.7+0,25.8,91) = 157,61kPa Tra b¶ng ta ®­îc K0 = 0,227 =K0. =0,227.157,61 = 35,77kPa. C­êng ®é tÝnh to¸n cña líp ®Êt yÕu tÝnh theo mãng quy ­íc ®Æt ë ®é s©u nãc líp ®Êt yÕu : Trong ®ã: m1=1,1 ®Êt sÐt pha cã L>0,5. m2=1,0 v× nhµ khung kh«ng ph¶i d¹ng tuyÖt ®èi cøng Ktc=1,0 v× chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trùc tiÕp víi ®Êt Tra b¶ng víi jII= 16,8°, A= 0,38; B= 2,53; D= 5,1 CII = 26kPa Hy = h + hy =2+3,65 =5,65m = = 8,91(kN/m3) - a , víi a = = = 0,35m mµ = ==31,40m2 VËy - 0,35 = 5,26m. Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc Rd ta ®­îc : Rdy =.(0,38.5,26.8,91 + 2,53.5,65.10,51 + 5,1.26) =319,28kPa Ta thÊy Rdy = 319,28kPa > = 56,74 + 35,77= 92,51kPa Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc lªn nÒn ®Êt yÕu . 3.1.3.KiÓm tra ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng : §èi víi c«ng tr×nh cÇn thiÕt kÕ lµ nhµ m¸y kÕt cÊu lµ khung BTCT cã t­êng chÌn. Tra b¶ng 16 TCXD 45-78 cã : Sgh = 8cm øng suÊt g©y lón t¹i ®Õ mãng = 157,61kPa øng suÊt g©y do t¶i träng cña mãng ®ang xÐt: (I) = K0. øng suÊt g©y do t¶i träng cña 2 mãng l©n cËn : (II) (II) = 4(KgI – KgII). =0 =(I) + (II) Ta cã : Chia ®Êt nÒn d­íi ®Õ mãng thµnh c¸ líp ph©n tè cã chiÒu dµy hi < = 0,62m.Ta chän hi = 0,44m vµ ®¶m b¶o mçi líp chia ra lµ ®ång nhÊt . B¶ng ®Ó tÝnh §iÓm Z (m) l/b 2z/b K0 (kPa) (kPa) 0 0 1,28 0 1 157,61 17,67 1 0,44 nt 0,3 0,832 131,15 21,52 2 0,88 nt 0,7 0,743 117,10 25,44 3 1,32 nt 1,0 0,680 107,17 29,36 4 1,76 nt 1,4 0,512 80,69 33,28 5 2,2 nt 1,7 0,478 75,33 37,2 6 2,64 nt 2,1 0,376 59,26 41,12 7 3,08 nt 2,4 0,310 48,85 45,04 7’ 3,25 nt 2,6 0,257 40,50 46,63 8 3,52 nt 2,8 0,243 38,29 49,06 9 3,96 nt 3,1 0,199 31,36 53,03 10 4,4 nt 3,5 0,187 29,47 57 11 4,84 nt 3,8 0,140 22,06 60,97 12 5,28 nt 4,2 0,120 18,91 64,93 13 5,72 nt 4,5 0,115 18,12 68,572 14 6,16 nt 4,9 0,089 14,02 72,87 15 6,6 nt 5,2 0,085 13,39 76,84 15’ 6,75 nt 5,4 0,075 11,82 78,19 16 7,04 nt 5,6 0,072 11,34 80,9 B¶ng tÝnh DiÖnI DiÖnII §iÓm Z(m) b(m) z/b lI/bI KgI lII/bII KgII (kPa) (kPa) 0 0 1,6 0 4,53 0,25 2,97 0,25 0 157,61 1 0,44 nt 0,275 nt 0,2444 nt 0,2442 0,017 131,16 2 0,88 nt 0,550 nt 0,2442 nt 0,2201 0,051 117,15 3 1,32 nt 0,825 nt 0,2201 nt 0,1872 0,48 107,65 4 1,76 nt 1,100 nt 0,2042 nt 0,1493 0,96 81,65 5 2,2 nt 1,375 nt 0,1792 nt 0,1201 1,72 77,05 6 2,64 nt 1,650 nt 0,1592 nt 0,1102 2,538 61,79 7 3,08 nt 1,925 nt 0,1456 nt 0,0903 3,362 52,21 7’ 3,25 nt 2,031 nt 0,1357 nt 0,0812 3,7 44,20 8 3,52 nt 2,200 nt 0,1256 nt 0,0746 4,185 42,47 9 3,96 nt 2,475 nt 0,1072 nt 0,0592 4,87 36,23 10 4,4 nt 2,750 nt 0,0986 nt 0,0526 5,42 34,48 11 4,84 nt 3,025 nt 0,0944 nt 0,0459 5,9 27,96 12 5,28 nt 3,300 nt 0,0852 nt 0,0453 6,312 25,22 13 5,72 nt 3,575 nt 0,0792 nt 0,0398 6,45 24,57 14 6,16 nt 3,850 nt 0,0724 nt 0,0320 6,655 20,67 15 6,6 nt 4,125 nt 0,0683 nt 0,0276 6,655 20,04 15’ 6,75 nt 4,218 nt 0,0634 nt 0,0245 6,74 18,56 16 7,04 nt 4,400 nt 0,0618 nt 0,0230 6,586 15,92 T¹i z = 7,04m tÝnh tõ ®¸y mãng cã = 15,92 kPa < 0,2. = 16,18kPa nªn ta lÊy giíi h¹n nÒn ®Õn ®é s©u 7,04m tõ ®¸y mãng. TÝnh ®é lón theo c«ng thøc : =0,0297 + 0,0101 + 0,0008= 0,040 m =4,0 cm. Ta thÊy s = 4,0cm <sgh =8cm .Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®é lón tuyÖt ®èi.§é lón lÖch t­¬ng ®èi S’ gi÷a c¸c mãng trôc I sÏ ®­îc kiÓm tra khi thiÕt kÕ mãng cho d·y cét kh¸c. 3.1.4.TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o mãng. Dïng : Bªt«ng m¸c 200 cã Rn =9000kPa ,Rk =750kPa Cèt thÐp AII cã Ra =280000kPa. Khi tÝnh to¸n ®é bÒn cña mãng ta dïng tæ hîp t¶i träng bÊt lîi nhÊt,träng l­îng cña mãng ®Êt trªn c¸c bËc mãng kh«ng lµm cho mãng bÞ uèn vµ kh«ng ®¸ng kÓ so víi t¶i träng tÝnh to¸n nªn ta kh«ng xÐt ®Õn. ¸p lùc tÝnh to¸n ë ®¸y mãng. = = Víi e =0,302 = 255,29kPa =70,74kPa = = 163,01kPa. Tõ biÓu ®å ¸p lùc ta cã : ChiÒu cao cña mãng x¸c ®Þnh theo kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp chÞu uèn Víi : L =1,3m - kho¶ng c¸ch tõ mÐp mãng ®Õn n¬i chiÒu cao mãng thay ®æi mµ t¹i ®ã ta x¸c ®Þnh chiÒu cao. P0tt =217,80 - ¸p lùc tÝnh to¸n btt = 3,2m – c¹nh dµi ®Õ mãng ( chÝnh lµ l ) btr = 0,4 – c¹nh phÝa trªn cña mãng,n¬i chiÒu cao mãng thay ®æi mµ t¹i ®ã ta x¸c ®Þnh chiÒu cao.V× ta x¸c ®Þnh chiÒu cao lµm viÖc toµn phÇn cña mãng nªn btr lÊy b»ng c¹nh dµi tiÕt diÖn ngang ch©n cét (theo gi¶ thiÕt th× tiÕt diÖn cét trôc I lµ 600x400mm). §æ líp bªt«ng lãt mãng dµy 10cm,v÷a xi m¨ng c¸t vµng m¸c 100.Ta chän chiÒu dµy líp bª t«ng b¶o vÖ cèt thÐp abv =3,5cm. ChiÒu cao lµm viÖc cña mãng : h0 = 0,9 – 0,035 = 0,865 m. KiÓm tra chiÒu cao cña mãng theo ®iÒu kiÖn ®©m thñng. DiÖn tÝch ®©m thñng : ¸p lùc trung b×nh g©y ®©m thñng : p1tt’ =pmintt +(pmaxtt+pmintt) =70,74 +(255,29+70,74) =342,26kPa. ptt’ = = 298,77kPa. Lùc g©y ®©m thñng: btb==1,265m Lùc chèng ®©m thñng: 0,75=0,75.750.0,865.1,265=615,5kN Ta thÊy Nct = 322,67KN < 615,5KN.Nh­ vËy mãng kh«ng bÞ ph¸ ho¹i theo ®©m thñng. 3.1.5.TÝnh cèt thÐp cho mãng. Cèt thÐp ®Ó dïng cho mãng chÞu m«men do ¸p lùc ph¶n lùc cña ®Êt nÒn g©y ra,khi tÝnh m«men ta quan niÖm c¸nh nh­ nh÷ng c«ng – xon ngµm vµo c¸c tiÕt diÖn qua ch©n cét. M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm I-I DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MI Chän 1912; Fa=21,49cm2 ChiÒu dµi mét thanh thÐp theo c¹nh dµi cña ®Õ mãng : Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp dµi : b1’ = b – 2.0,025 – 2.0,015 = 2,5 – 0,08 = 2,42m Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a1==0,15m=150mm. LÊy a1 =150 mm tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 100 < a < 200mm. M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm II-II: víi B= DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MII víi 1 =0,865-0,012=0,853m Chän cèt thÐp 1410cã =10,99cm2 ChiÒu dµi mçi thanh thÐp theo c¹nh ng¾n cña ®Õ mãng : . Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp ng¾n: Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a2==200mm. Bè trÝ cèt thÐp ( h×nh vÏ ) 3.2.Ph­¬ng ¸n xö lý mãng ®¬n BTCT trªn ®Öm c¸t. 3.2.1.X¸c ®Þnh kÝch th­íc s¬ bé ®¸y mãng. Dïng c¸t h¹t th« võa,®Çm chÆt võa ®Ó lµm ®Öm c¸t,tra b¶ng TCXD 45 – 78 cã c­êng ®é tÝnh to¸n cña c¸t lµm ®Öm R0 =400kPa,c­êng ®é nµy øng víi b1=1m;h1=2m. Chän ®é s©u ch«n mãng h =2 m kÓ tõ ®¸y mãng ®Õn líp ®Êt phÝa ngoµi nhµ,®Êt trong nhµ chªnh ®Êt ngoµi nhµ lµ 0,6m. htb = T¶i träng tiªu chuÈn ë ®Ønh mãng: Gi¶ thiÕt bÒ réng mãng lµ b =1,8m. C­êng ®é tÝnh to¸n cña c¸t tÝnh theo c«ng thøc tÝnh ®æi quy ph¹m. khi h £ 2m ë ®©y ®èi víi c¸t h¹t th« võa nªn hÖ sè kÓ ®Õn ®é ¶nh h­ëng cña bÒ réng mãng.K1=0,125. DiÖn tÝch s¬ bé cña ®Õ mãng : F= = =2,7m2( lÊy gtb=20 kN/m3) V× mãng chÞu t¶i lÖch t©m kh¸ lín nªn ta t¨ng diÖn tÝch ®Õ mãng lªn : F*= 1,2 x F= 1,2 x 2,7=3,24 m2 Chän kn= =1,2 b== = 1,6m LÊy b =1,6m l= 1,6 x1,2= 1,92m LÊy l= 2m Ta chän kÝch th­íc s¬ bé cña ®Õ mãng lµ b x l = 1,6 x 2m. 3.2.2 KiÓm tra søc chÞu t¶i cña nÒn . ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®Õ mãng : = Chän chiÒu cao mãng hm =0,9m. §é lÖch t©m cña mãng: e== Do ch­a biÕt chÝnh x¸c kÝch th­íc cña ®Õ mãng lµ bao nhiªu nªn ta coi nh­ ch­a cã Md cø tÝnh to¸n khi ch­a cã kÝch th­íc bxl . e= == 0,272 m = =662,67kPa =108,48kPa == 385,57kPa C­êng ®é tÝnh to¸n cña c¸t ®Öm øng víi mãng cã b= 1,6m 1,2R = 1,2 x 430=516kPa = 662,67 KPa > 1,2R=516kPa. Kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc.T¨ng kÝch th­íc mãng lªn : l=2,2m; b=1,8m. = =523,97kPa =117,07kPa == 320,52kPa C­êng ®é tÝnh to¸n cña c¸t ®Öm øng víi mãng cã b= 1,8m 1,2R = 1,2 x 440=528kPa = 523,97 KPa < 1,2R=528kPa P = 320,52 kPa < R = 440kPa §iÒu kiÖn ¸p lùc t¹i ®¸y mãng ®­îc tho¶ m·n nh­ng ta ch­a kÓ ®Õn Md,ph¶i kiÓm tra l¹i ¸p lùc khi kÓ ®Õn Md víi kÝch th­íc s¬ bé b x l =1,8 x 2,2m. Ta cã : Md = Nd . ed =15,55.0,7=10,88 kNm Víi ed = 0,7m Nd=gtn.h1.L.b =18.0,6.0,8.1,8 =15,55kN TÝnh l¹i ®é lÖch t©m . e ====0,282m ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®Õ mãng : == = 526,96kPa =108,7kPa = = 317,83kPa Ta cã : = 526,96KPa < 1,2R=528 kPa =317,83kPa < R=435kPa Nh­ vËy lµ ®iÒu kiÖn ¸p lùc ®­îc tho¶ m·n vµ ta chän kÝch th­íc s¬ bé cña ®Õ mãng lµ l x b = 2,2x1,8m. 3.2.3.X¸c ®Þnh kÝch th­íc ®Öm c¸t. Chän chiÒu cao ®Öm c¸t 1m. 3.2.3.1.kiÓm tra chiÒu cao ®Öm c¸t theo ®iÒu kiÖn ¸p lùc lªn ®Êt yÕu §Ó ®¶m b¶o cho nÒn d­íi ®¸y mãng æn ®Þnh vµ biÕn d¹ng trong giíi h¹n dÎo th× ta ®i kiÓm tra ®iÒu kiÖn Trong ®ã : =1g1+0,8g®n1+1,25g®n2=1.16,4+0,8.7+1,25.8,91 =33,13kPa =K0. = ptbtc - gh = 317,83 - (1.16,4+0,8.7+0,25.8,91) = 284,70kPa Tra b¶ng ta ®­îc K0 = 0,687 =K0. =0,687.284,70 = 195,58kPa. Trong ®ã: m1=1,1 ®Êt sÐt pha . m2=1,0 v× nhµ khung kh«ng ph¶i d¹ng tuyÖt ®èi cøng Ktc=1,0 v× chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trùc tiÕp víi ®Êt Tra b¶ng víi, jII= 16,8°, A= 0,37; B= 2,53; D= 5,1 CII = 26kPa Hy = h + hy =2+3,25 =5,25m = = 8,91(kN/m3) - a , víi a = = = 0,2m mµ = ==6,48m2 VËy - 0,2 = 2,35m. Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc Rd ta ®­îc : Rdy =.(0,37.2,35.8,91 + 2,53.5,25.11,98 + 5,1.26) =329,40kPa Ta thÊy Rdy = 329,40kPa > = 33,13 + 195,58= 228,71kPa Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc nÒn ®Êt yÕu . 3.2.3.2KiÓm tra ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng. Ta cã øng suÊt g©y lón ë ®¸y mãng = ptbtc - gh = 317,83 – (1.16,4+0,8.7+0,25.8,91) = 293,61kPa øng suÊt g©y do t¶i träng cña mãng ®ang xÐt: (I) = K0. øng suÊt g©y do t¶I träng cña 2 mãng l©n cËn : (II) (II) = 4(KgI - KgII). =0 =(I) + (II) Ta cã : Ta chia ®Êt nÒn d­íi ®Õ mãng thµnh c¸c líp ph©n tè cã chiÒu dµy hi =0,45 vµ ®¶m b¶o c¸c líp lµ ®ång nhÊt. ë ®©y ta chia thµnh c¸c líp cã hi = 0,34m vµ lËp b¶ng ®Ó tÝnh : B¶ng tÝnh vµ §iÓm Z (m) l/b 2z/b K0 (I)(kPa) (kPa) 0 0 1,2 0 1 293,61 17,67 1 0,34 nt 0,37 0,89 222,70 2 0,68 nt 0,75 0,76 217,61 3 1,02 nt 1,13 0,677 198,38 4 1,36 nt 1,51 0,526 154,13 5 1,7 nt 1,87 0,408 119,56 6 2,04 nt 2,24 0,32 93,77 7 2,38 nt 2,61 0,255 74,72 8 2,72 nt 2,99 0,206 60,36 9 3,06 nt 3,36 0,17 49,82 9’ 3,25 nt 3,57 0,162 47,47 10 3,4 nt 3,74 0,155 45,42 46,63 11 3,74 nt 4,11 0,142 41,61 12 4,08 nt 4,48 0,12 35,16 13 4,42 nt 4,86 0,103 30,18 14 4,76 nt 5,23 0,089 26,08 15 5,1 nt 5,61 0,077 22,56 16 5,44 nt 5,98 0,068 19,93 17 5,78 nt 6,35 0,06 17,58 69,44 18 6,12 nt 6,73 0,054 15,82 72,5 19 6,46 nt 7,10 0,043 12,6 75,53 19’ 6,75 nt 7,42 0,044 11,72 78,114 20 6,8 nt 7,48 0,039 11,43 78,58 21 7,14 nt 7,85 0,036 10,55 81,768 22 7,48 nt 8,22 0,033 9,67 84,96 23 7,82 nt 8,60 0,03 8,97 88,14 B¶ng tÝnh DiÖn I DiÖn II §iÓm z(m) b(m) z/b lI/bI KgI lII/bII KgII (II) (kPa) (kPa) 0 0 1,8 0 6,27 0,25 4,63 0,25 0 293,61 1 0,34 nt 0,18 nt 0,2498 nt 0,2495 0 222,7 2 0,68 nt 0,37 nt 0,2447 nt 0,2443 0 217,61 3 1,02 nt 0,56 nt 0,2412 nt 0,2406 0,234 198,614 4 1,36 nt 0,75 nt 0,2272 nt 0,2241 0,352 154,482 5 1,7 nt 0,94 nt 0,2161 nt 0,2132 0,82 120,38 6 2,04 nt 1,13 nt 0,2012 nt 0,1998 1,29 95,06 7 2,38 nt 1,32 nt 0,1812 nt 0,1805 1,875 76,595 8 2,72 nt 1,51 nt 0,1669 nt 0,1658 2,344 62,7 9 3,06 nt 1,70 nt 0,1539 nt 0,0974 2,93 52,75 9’ 3,25 nt 1,80 nt 0,1478 nt 0,1477 3,282 48,7 10 3,4 nt 1,88 nt 0,1421 nt 0,1418 3,634 45,244 11 3,74 nt 2,07 nt 0,1359 nt 0,1347 4,22 39,38 12 4,08 nt 2,26 nt 0,1276 nt 0,1274 4,57 34,75 13 4,42 nt 2,45 nt 0,1180 nt 0,1176 5,04 31,12 14 4,76 nt 2,64 nt 0,1100 nt 0,1095 5,275 27,835 15 5,1 nt 2,83 nt 0,1016 nt 0,1008 5,743 25,673 16 5,44 nt 3,02 nt 0,0972 nt 0,0962 5,86 23,44 17 5,78 nt 3,21 nt 0,0915 nt 0,0912 6,095 21,915 18 6,12 nt 3,40 nt 0,0864 nt 0,0860 6,095 20,165 19 6,46 nt 3,58 nt 0,0818 nt 0,0814 6,095 18,695 19’ 6,75 nt 3,75 nt 0,0792 nt 0,0789 6,122 17,842 20 6,8 nt 3,77 nt 0,0788 nt 0,0786 6,212 17,64 21 7,14 nt 3,96 nt 0,0751 nt 0,0750 6,095 16,645 22 7,48 nt 4,15 nt 0,0710 nt 0,0708 6,095 15,765 23 7,82 nt 4,34 nt 0,0662 nt 0,0660 6,12 14,95 T¹i ®é s©u 7,82m kÓ tõ ®¸y mãng = 14,95KPa < 0,2.=17,63kPa do vËy ta lÊy giíi h¹n nÒn ®Õn ®é s©u 7,82m kÓ tõ ®¸y mãng. = 0,048+0,0093+0,0024 = 0,0597m §é lón cña mãng s = 0,0597m < sgh =0,08m tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®é lón tuyÖt ®èi.Nh­ vËy kÝch th­íc ®¸y mãng vµ chiÒu dµy ®Öm c¸t lÊy nh­ trªn lµ ®­îc. LÊy gãc 500. BÒ réng ®¸y ®Öm c¸t =b + 2. cotga =1,8+2.1.cotg50o=3,46m. 3.2.4.TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o mãng: Dïng : Bª t«ng m¸c 200, Rn= 9000 kPa; Rk=750kPa Cèt thÐp AII cã Ra=280000kPa. Khi tÝnh to¸n ®é bÒn cña mãng ta ding tæ hîp hîp t¶I bÊt lîi nhÊt. ¸p lùc tÝnh to¸n ë ®¸y mãng: = = = 542,77 kPa =81,02 kPa == 311,89kPa. Tõ biÓu ®å ¸p lùc ta cã : ChiÒu cao cña mãng x¸c ®Þnh theo kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp chÞu uèn Víi : L =0,8m - kho¶ng c¸ch tõ mÐp mãng ®Õn n¬i chiÒu cao mãng thay ®æi mµ t¹i ®ã ta x¸c ®Þnh chiÒu cao. btt = l = 2,2m – c¹nh dµi ®Õ mãng. btr = 0,4 – c¹nh phÝa trªn cña mãng. §æ líp bªt«ng lãt mãng dµy 10cm,v÷a xi m¨ng c¸t vµng m¸c 100 ®¸ 3x4 nªn ta chän líp b¶o vÖ cèt thÐp a=0,035m. Ta chän chiÒu cao mãng lµ hm=0,9m ChiÒu cao lµm viÖc cña mãng:h0=0,9-0,035=0,865m. KiÓm tra chiÒu cao cña mãng theo ®iÒu kiÖn ®©m thñng. DiÖn tÝch ®©m thñng : < 0 VËy mãng kh«ng bÞ ®©m thñng. 3.2.5.TÝnh cèt thÐp cho mãng. Cèt thÐp ®Ó dïng cho mãng chÞu m«men do ¸p lùc ph¶n lùc cña ®Êt nÒn g©y ra,khi tÝnh to¸n m«men ta quan niÖm c¸nh nh­ nh÷ng c«ng – xon ngµm vµo c¸c tiÕt diÖn ®i qua ch©n cét. M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm I-I DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MI Chän 11f12 =12,44cm2 ChiÒu dµi mét thanh thÐp dµi: . Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp dµi: Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a==0,172m=17,2cm. Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 1020cm M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm II-II: Víi : B= DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MII Víi h’=h-=0,865-0,012=0,853m Chän cèt thÐp 1210 =9,4cm2 ChiÒu dµi mçi thanh thÐp ng¾n: Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp ng¾n: Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a==19,2cm. Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 10a20cm 4.Mãng Cäc. 4.1.Chän lo¹i kÝch th­íc cäc vµ ph­¬ng ¸n thi c«ng. ThiÕt kÕ mãng cäc cho d·y trôc I nhµ khung BTCT cã t­êng chÌn,tiÕt diÖn cét 600x400mm lÊy nÒn trong nhµ lµ cèt +0,00 cao h¬n mÆt ®Êt ngoµi nhµ lµ 0,6m.§Êt t«n nÒn phÝa ngoµi nhµ cao h¬n cèt kh¶o s¸t lµ 0,35m. T¶i träng tÝnh to¸n ë ®Ønh ®µi: Nott = 1234kN Mott= 315 kNm Qott = 22 kN T¶i träng tiªu chuÈn : §iÒu kiÖn ®Þa chÊt gåm : Líp 1 : §Êt sÐt,dµy trung b×nh 1,8m. Líp 2 : SÐt pha ,dµy trung b×nh 3,9m. Líp 3 : C¸t pha ,dµy trung b×nh 3,9m. Líp 4 : C¸t h¹t nhá,dµy trung b×nh 4,0m. Líp 5 : C¸t h¹t võa,chiÒu dµy ch­a x¸c ®Þnh t¹i ®é s©u 30m. T¶i träng t¸c dông xuèng mãng kh¸ lín nªn ta dïng cäc c¾m vµo líp c¸t h¹t võa lµm mãng.Dïng cäc dµi 8m, tiÕt diÖn 0,3x0,3m; thÐp däc chÞu lùc gåm 4F18-AII, bª t«ng m¸c 400, ®Çu cäc cã mÆt bÝch b»ng thÐp. Cäc ®­îc h¹ xuèng b»ng bóa ®iezen kh«ng khoan dÉn. V× mãng chÞu m« men kh¸ lín nªn ta ngµm cäc vµo ®µi b»ng c¸ch ph¸ vì ®Çu cäc mét ®o¹n 0,4m ®Ó thÐp chê vµ ch«n ®Çu cäc vµo ®µi mét ®o¹n 0,15m. Chän ®é s©u ch«n ®µi h=2m. §Ó nèi 2 cäc víi nhau ta ding ph­¬ng ph¸p hµn 2 ®Çu cäc l¹i víi nhau b»ng c¸c tÊm thÐp.§Ó nèi cäc b»ng biÖn ph¸p hµn,ng­êi ta hµn s½n c¸c b¶n thÐp vµo thÐp däc cña cäc. 1 2 4 5 3 4:§o¹n cäc trªn 5:§o¹n cäc duíi 3:B¶n thÐp hµn vµo thÐp däc 2:§õ¬ng hµn 1:B¶n thÐp dïng ®Ó nèi cäc chi tiÕt nèi cäc 4.2.X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña coc. 4.2.1.T¶i träng tÝnh to¸n cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc. - T¶i träng tÝnh to¸n =j() Trong ®ã : j - hÖ sè uèn däc cña cäc;j =1 mãng ®µi thÊp,cäc kh«ng c¾m qua bïn. Ra – c­êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña cèt thÐp;Ra =28000kPa. Rb – c­êng ®é tÝnh to¸n cña bª t«ng;Rb = 17000kPa. Fa – diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña cèt thÐp. Fb – diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña bª t«ng; Fb = 0,3.0,3 =0,09m2 Thay sè vµo ta cã: =1.(17000.0,09+280000.0,001)=1810 kN. 4.2.2.Søc chÞu t¶i cña cäc theo c­êng ®é ®Êt nÒn. Ch©n cäc tú lªn líp c¸t h¹t võa nªn cäc lµm viÖc theo s¬ ®å cäc treo(cäc ma s¸t) vµ søc chÞu t¶i cña cäc lªn ®Êt nÒn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: ). Trong ®ã: m – hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña mãng cäc trong ®Êt,®èi víi cäc ®ãng,tiÕt diÖn vu«ng,®Æc th× m=1. mR,mf – hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña ph­¬ng ph¸p thi c«ng cäc ®èi víi c­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt d­íi ch©n cäc vµ xung quanh cäc.¸p dông trong tr­êng hîp cäc ®Æc ®ãng b»ng bóa diesel,kh«ng khoan dÉn ta cã: mR =1; mf =1; R – c­êng ®é tÝnh to¸n cña nÒn ë ch©n cét víi ®é s©u h = 17,1m.Ta cã R = 4464kPa; fi – c­êng ®é tÝnh to¸n cña ma s¸t thµnh líp ®Êt thø i víi bÒ mÆt xung quanh cäc. hi- chiÒu dµy cña líp ®Êt thø I tiÕp xóc víi cäc. U – chu vi tiÕt diÖn ngang cäc; U =0,3.4 =1,2m. C­êng ®é tÝnh to¸n cña ma s¸t gi÷a mÆt xung quanh cäc vµ ®Êt bao quanh (fi) tra b¶ng cã néi suy: = 2,55m ;IL=0,693 Þ =7,8kPa; = 4,125m ;IL=0,693 Þ =10,37kPa; = 5,775m ;IL=0,65 Þ =13,6kPa; = 7,525m ;IL=0,65 Þ =14,12kPa; = 9,25m Þ=44,75kPa; = 10,95m Þ=50,05kPa; = 12,75m Þ=48,25kPa; =14,55m Þ=65,63kPa; =16,25m Þ=77,25kPa; =1[1.4464.0,3.0,3+1,2.(1.7,8.1.6+1.10,37.1,55+1.13,6.1,75 +1.14,12.1,75+1.44,75.1,7+1.50,05.1,7+1.48,25.1,9+1.65,63.1,7+1.77,25.1,7] =1089,11kN. §Ó t¨ng ®é an toµn ta sö dông P’d. =777,94kN. 4.2.3.Søc chÞu t¶i cña cäc theo kÕt qu¶ xuyªn tiªu chuÈn SPT. PSPT = 1/3 .( ) N=18 – sè SPT ë ch©n cäc. = 300 - ®èi víi cäc ®ãng. Ls =8,7m Lc = L1 +L2=3,25+3,9 = 7,15m. VËy : PSPT = 1/3 .( 300.18.0,3.0,3+1,2.( 2.18.8,7 + 39,09.7,15 )) = 399,07 kN. 4.2.4.Søc chÞu t¶i cña cäc theo kÕt qu¶ xuyªn tÜnh. P’x = Pmòi + Pxq = qp.F + u. Trong ®ã: qp – søc c¶n ph¸ ho¹i cña ®Êt ë ch©n cäc. qp = k.qc qsi = Cäc xuyªn qua líp sÐt pha cã qc = 1160kPa Cäc xuyªn qua líp c¸t pha cã qc = 1270kPa Cäc xuyªn qua líp c¸t h¹t nhá cã qc = 1040kPa. Cäc xuyªn qua líp c¸t h¹t võa cã qc = 10025kPa Tra b¶ng ta t×m ®­îc k =0,5 vµ c¸c gi¸ trÞ ; sÐt pha : = 30 qs1 =38,67kPa. c¸t pha : = 80 qs2 = 15,87kPa. c¸t h¹t nhá: = 80 qs3 = 13kPa. c¸t h¹t võa : = 150 qs4 = 66,83kPa. Søc c¶n ph¸ ho¹i cña ®Êt ë ch©n cäc: qp = 0,5. 10025 = 5012,5kPa. Ta cã: P’x = qp.F + u. = 5012,5.0,09 + 1,2.(3,25.38,67+3,9.15,87+4.13+3,4.66,83) = 1011,27kN. T¶i träng cho phÐp t¸c dông xuèng cäc: -Theo 20 TCN 112 – 84 . = 459,67kN. 4.3.X¸c ®Þnh sè l­îng cäc vµ bè trÝ cäc trong mãng. ¸p lùc tÝnh to¸n do ph¶n lùc ®Çu cäc t¸c dông lªn ®Õ ®µi: DiÖn tÝch s¬ bé cña ®Õ ®µi: m2 Träng l­îng cña ®µi vµ ®Êt trªn ®Õ ®µi: =1,1.2,32.2,3.20 = 117,4kN. Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cèt ®Õ ®µi: =1234 + 117,4 = 1351,4kN Sè l­îng cäc s¬ bé: =2,94 LÊy sè cäc = 5 cäc .Bè trÝ cäc trong mÆt b»ng nh­ trong h×nh. DiÖn tÝch ®Õ ®µi thùc tÕ: FttÕ =1,8x2,3=4,14m2 Träng l­îng tÝnh to¸n cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi: =1,1.4,14.2,3.20=209,48kN Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cèt ®Õ ®µi: =1234+209,48 = 1443,48kN M« men tÝnh to¸n x¸c ®Þnh t­¬ng øng víi träng t©m diÖn tÝch tiÕt diÖn c¸c cäc t¹i ®Õ ®µi: = 338 + 19.0,8 =353,2kN.m. Lùc truyÒn xuèng c¸c cäc d·y biªn: Pmax=399kN Pmin=178,32kN. Träng l­îng tÝnh to¸n cña cäc: P’c = 0,3.0,3.15,55.25.1,1 = 38,49kN. Pttmax + Pc = 399+38,49=437,49kN < P’d=777,09kN. Nh­ vËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lùc max truyÒn xuèng cäc d·y biªn vµ Pttmin = 178,32kPa > 0 nªn kh«ng ph¶i kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn chèng nhæ. 4.4.KiÓm tra nÒn mãng cäc theo ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng. §é lón cña nÒn mãng cäc ®­îc tÝnh theo ®é lón cña nÒn khèi mãng quy ­íc cã mÆt c¾t lµ ABCD. Trong ®ã: a = jtb/4 jtb= ==23,080 Þ a=5,770 ChiÒu dµi cña ®¸y khèi ,quy ­íc: Lm= 1,8+2.15,55.tg6,1750= 5,16m BÒ réng cña ®¸y khèi quy ­íc: Bm=1+2.15,55.tg6,1750=4,36m ChiÒu cao khèi mãng quy ­íc H= 18,05m. X¸c ®Þnh träng l­îng cña khèi quy ­íc : Khèi 1:Trong ph¹m vi tõ ®Õ ®µi trë lªn cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: =Lm.Bm.h.gtb=5,16 .4,36 .2,1.20 = 944,90kN *Khèi 2: Träng l­îng cña cäc tõ ®¸y ®µi cäc ®Õn hÕt líp sÐt pha. = (5,16.4,36.3,15-3,15.0,3.0,3.6).8,91=616,21kN *Khèi 3: Líp c¸t pha: N3tc = (5,16.4,36.3,9-3,9.0,3.0,3.6).9,1=779,32kN *Khèi 4: Líp c¸t h¹t nhá: Ntc4 = (5,16.4,36.4 - 4.0,3.0,3.6).8,62=757,18kN *Khèi 5: Líp c¸t h¹t võa: N5tc= (5,16.4,36.3,4 – 3,4.0.3.0.3.6).9,92=740,62kN. TrÞ tiªu chuÈn träng l­îng cäc 30x30cm dµi 8m : 8.0,3.0,3.25 =18kN. Träng l­îng cña 5 ®o¹n cäc trong ph¹m vi c¸c khèi: Khèi 2 : Nc2 = Khèi 3 : Nc3 = Khèi 4 : Nc4 = Khèi 5 : Nc5 = . Träng l­îng khèi mãng quy ­íc: =944,9+616,21+779,32+757,18+740,62+7,1+8,77+9+7,65 =3870,75kN. TrÞ tiªu chuÈn lùc däc x¸c ®Þnh ®Õn ®¸y khèi quy ­íc: =1086,66+3870,75=4957,41kN M« men tiªu chuÈn t­¬ng øng träng t©m ®¸y khèi quy ­íc: 281,66+15,83.16,35=540,48kNm. §é lÖch t©m: e==0,11m ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®¸y khèi quy ­íc: = sttmax=248,53kPa. sttmin=192,36kPa stttb=220,44kPa C­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt ë ®¸y khèi quy ­íc: Ktc=1,0 v× c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo sè liÖu thÝ nghiÖm trùc tiÕp ®èi víi ®Êt m1=1,2; m2=1( v× c«ng tr×nh kh«ng thuéc lo¹i tuyÖt ®èi cøng) =9,66kN/m3. Tra b¶ng víi jII= 16,8°, A= 0,37; B= 2,53; D= 5,1 CII = 26kPa VËy: = 705,73kPa, Ta cã: sttmax=248,53kPa<1,2.RM=846,87kPa stttb=220,44kPa < RM=705,73kPa Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. VËy ta cã thÓ tÝnh to¸n ®­îc ®é lón cña nÒn theo quan niÖm biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh. Tr­êng hîp nµy ®Êt nÒn tõ ch©n cäc trë xuèng cã chiÒu dµy lín, ®¸y cña khèi quy ­íc cã diÖn tÝch bÐ nªn ta dïng m« h×nh lµ nöa kh«ng gian biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh ®Ó tÝnh to¸n. øng suÊt b¶n th©n t¹i ®¸y khèi quy ­íc: sbt=1.16,4+0,8.7+3,9.8,91+3,9.9,1+4.8,62+3,4.9,92 =160,44kPa. øng suÊt b¶n th©n t¹i ®¸y mãng quy ­íc: =220,44 – 160,44 = 60kPa Chia ®Êt nÒn thµnh c¸c líp b»ng nhau vµ b»ng =0,872m. øng suÊt g©y lón ë ®é s©u zi : =k0.. §iÓm Z(cm) LM/BM 2z/BM K0 0 0 1,2 0 1 60 160,44 1 0,87 nt 0,4 0,962 57,72 162,72 2 1,74 nt 0,8 0,783 46,98 173,46 3 2,61 nt 1,2 0,652 39,12 181,32 4 3,48 nt 1,6 0,496 29,76 190,68 5 4,35 nt 2,0 0,379 22,74 197,70 6 5,22 nt 2,4 0,294 17,64 202,80 Giíi h¹n nÒn ë ®é s©u h = 5,22m cã 0,2. §é lón cña nÒn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : = 0,00477m =0,477cm §é lón cña mãng S = 0,477cm < Sgh = 8cm Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®é lón tuyÖt ®èi: 4.4.1.TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o ®µi cäc. Dïng bª t«ng m¸c 200,cã Rn =9000kPa; Rk=750kPa; ThÐp AII cã Ra= 280000kPa; D­íi ®¸y ®µi cäc ding mét líp bª t«ng lãt dµy 10cm xi m¨ng c¸t vµng n¸c 75,®¸ 4x6. X¸c ®Þnh chiÒu cao ®©m thñng: Khi vÔ th¸p ®©m thñng tõ thµnh cèc nghiªng mét gãc 450 so víi ph­¬ng th¼ng ®øng cét ta thÊy th¸p n»m trïm ra ngoµi trôc c¸c cäc.Nh­ vËy ®µi cäc kh«ng bÞ ®©m thñng 4.4.2TÝnh to¸n cèt thÐp cho ®µi cäc. M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm I-I M1 = r1.(P1 + P2) =0,45.2.399=359,1kNm. Trong ®ã : r1 = 0,75 - 0,3 = 0,45m. P1 = P2 = Pmax = 399kN. DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MI =0,0028m2=28cm2 Chän 1416; Fa = 18,15cm2 ChiÒu dµi mét thanh thÐp dµi: 2,3-2.0,025=2,25m Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp dµi: =1,8 - 2.(0,025+0,015)=1,72m Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a==0,132m=13,2cm. M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm II-II: ==0,2.(399+178,32)=115,46kNm. Trong ®ã : r2 = 0,5-0,3 =0,2m P1 = Pmax = 399kN. P4 = Pmin = 178,32kN. DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MII =0,00061m2=6,1cm2 (F= 0,765 - 0,016=0,749m) Chän cèt thÐp 1212 ; = 13,57cm2 ChiÒu dµi mçi thanh thÐp ng¾n: b2’=1,8-2.0,025=1,75m Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp ng¾n: l’ =2,3-2.(0,025+0,015)=2,22m Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a= 0,200m =20cm. Bè trÝ cèt thÐp. 5.ThiÕt KÕ Mãng D­íi Cét Trôc B2. 5.1.T¶i träng t¸c dông lªn mãng. T¶i träng tÝnh to¸n ë ®Ønh mãng: Nott = 1304kN Mott= 338kN.m Qott = 19kN T¶i träng tiªu chuÈn : LÊy cèt +0,00 lµ mÆt ®Êt phÝa trong nhµ.MÆt sµn tÇng hÇm cã cèt lµ -3m.Chän ®é s©u ch«n mãng lµ h = 1m ®èi víi cèt -3m.VËy ®Õ mãng ®Æt ë líp sÐt pha. 5.2.X¸c ®Þnh kÝch th­íc s¬ bé ®Õ mãng. C­êng ®é tÝnh to¸n cña líp sÐt pha: R= (AbgII+ BhgII'+ DcII) Trong ®ã: m1=1,1 ®Êt sÐt pha. m2=1,0 v× nhµ khung kh«ng ph¶i d¹ng tuyÖt ®èi cøng Ktc=1,0 v× chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trùc tiÕp víi ®Êt C¸c th«ng sè søc chèng c¾t cña líp ®Êt :jII= 16,8°;CII= 26kPa Tra b¶ng c¸c hÖ sè ®Ó tÝnh ¸p lùc tiªu chuÈn cña nÒn ®Êt lµ A= 0,37; B= 2,53; D= 5,1 g’II===10,52kN/m3 gII = gdn2 = 8,91