Thiết kế chung cư an bình

21 m, gồm 3 đoạn mỗi đoạn dài 7(m) nối lại + Đoạn cọc ngàm vào đài 60cm. Đoạn chôn vào đài : 15cm. Đoạn đập đầu cọc : 45cm. + Diện tích tiết diện ngang cọc: Fb = 30*30 = 900 cm2 = 0.09 m2. + Chiều sâu chôn đài: hm = 2.5m. Vật liệu bêtông đúc cọc M300 có Rn=130(kG/cm2), Rk=10(kG/cm2) cốt thép dùng trong cọc là 4F16(Fa=6.16cm2), cốt đai F8, thép CII có Ra=2600(kG/cm2) và Rađ=2100(kG/cm2) III. KIỂM TRA CẨU LẮP CỌC: 1. Trường hợp vận chuyển cọc: Ta tìm vị trí đặt móc cẩu cách chân cọc một khoảng Mnhịp = Mgối Ta có a=0.207L với L=7(m) Trọng lượng phân bổ của cọc trên 1 (m) dài Với n=1.5 là hệ số vượt tải kể đến khi vận chuyển cọc gặp đường xấu làm chấn động cọc và có sự cố khác ở công trường khi thi công cọc . g=2500(kG/m3) : Dung trọng của bê tông Momen cẩu lắp cọc M=0.043*q*L2=0.043*337.5*72=711(kGm) Diện tích cốt thép dùng cho cẩu lắp Chọn lớp bảo vệ abv=2(cm)«a=3(cm) h0=30-3=27(cm) Mà Fa chọn là 4F16 nên thép chọn cấu tạo cẩu thoả điều kiện vận chuyển . 2. Trường hợp dựng cọc: Trọng lượng bản thân cọc =1.1*03*0.3*2500=247.5(kG/m) Với n=1.1 :hệ số vượt tải kể đến khi dựng cọc (ít bị chấn động mạnh ) Momen cẩu lắp cọc M=0.086*q*L2=0.086*247.5*72=1042.9(kG/m) Chọn lớp bảo vệ abv=2(cm)«a=3(cm) h0=30-3=27(cm) Diện tích cốt dùng cho cẩu lắp <4F16 Mà Fa chọn là 4F16 nên thép chọn cấu tạo cẩu thoả điều kiện dựng cẩu cọc Tóm lại ứng với 2 trường hợp vận chuyển và dựng cọc thép chọn 4F16 để cấu tạo cọc là thoả 3. Tính móc cẩu: Trọng lượng cọc P=337.5*7=2362.5(kG) Chọn móc cẩu F18 « Fa=2.545(cm2) Lực kéo tối đa mà cốt thép chịu F=Ra*Fa=2600*2.545=6617(kG) Ta có F=6617(kG)>2362.5(kG), nên ta chọn 2 móc cẩu để bố trí Tính chiều dài đoạn kéo của móc cẩu Lực kéo mà 1 thanh thép phải chịu là Chiều dài đoạn neo Và không nhỏ hơn 70F=30*18=54(cm) => Ta chọn lneo=54(cm) IV. TÍNH MÓNG M1 LOẠI Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn M1 Q (T) 11.29 9.82 N (T) 653 567.83 M (Tm) 26.79 23.30 QTC= QTT/1.15 (T); NTC= NTT/1.15 (T) ; MTC= MTT/1.2 (Tm) Tính sức chiệu tải của cọc a. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Trong đó : j : Hệ số uốn dọc Rn : Cường độ chịu nén của bêtông (T/m2) Fp : Diện tích tiết diện ngang của cọc (m2) Ra : Cường độ chịu kéo của thép dọc trong cọc (T/m2) Fa : Diện tích cốt thép dọc trong cọc (m2) Xác định j Vì cọc ngàm vào đài và mũi cọc cấm vào lớp cát nên ta có thể xem sơ đồ tính của cọc là 1 đầu ngàm và 1 đầu khớp có n=0.7 Chiều dài tính toán của cọc l0= n*L=0.7*21=14.7(m) Hệ số độ mãnh b. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: 1.1 theo điều kiện đất nền Trong đó: + Qcf: Sức chịu tải cho phép của đất nền + Ktc hệ số an toàn lấy bằng 1.4 + Qgh: Sức chịu tải giới hạn của đất nền Qgh = m (mR * F * R + uå mf* ¦si* hi) + m: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1 + mR, mf: Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất (tra bảng A.3: TCXD 205: 1998) => mR = 1.1; mf = 1 + R: Cường độ chịu tải ở mũi của cọc (tra bảng A1 TCVN 205-1998) =>R = 341T/m2 (ở độ sâu 23.5m) + F: Diện tích mũi cọc F = (0.3 x 0.3) = 0.09m2. + u : Chu vi tiết diện ngang cọc u = 4 x 0.3 = 1.2 m + li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc =2m) Khả năng bám trượt bên hông cọc Lớp Độ sệt B Z h i f si h i f i 1 0.7 3.5 2 0.85 1.7 2 0.7 5.5 2 1 2 3 0.7 7.5 2 1 2 4 0.4 9.5 2 3.2 6.4 5 0.4 11.5 2 3.52 7.04 6 0.4 13.5 2 3.68 7.36 7 0.4 15.5 2 3.83 7.66 8 cát mịn ,bời rời 17.5 2 5.35 10.7 9 19.5 2 5.55 11.1 10 21.5 2 5.75 11.5 11 23 1 5.9 5.9 TỔNG CỘNG 21 73.36 Trong đó: fsi: Cường độ chịu tải mặt bên của cọc + Sức chịu tải giới hạn của cọc ma sát: Qtc = m * (mR * R * F + uå mf * ¦si * li) = 1{1.1* 341* 0.09 + 1* 1* 73.36) = 107 (T/m2) + Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lý: = 76.42 (T). 1.2 Theo sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền: Sức chịu tải cho phép được xác định theo công thức: Qa’ = + Trong đó: Qs : Sức chịu tải của thành phần ma sát xung quanh cọc. Qp : Sức chịu tải của thành phần sức chống của mũi cọc. Fss : Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên lấy 1.52 Fsp : Hệ số an toàn cho thành phần sức chống mũi lấy 23 * Sức chiệu tải cực hạn do sức chông dưới mũi cọc Công thức để xác định Qp: Qp = Ap * qp Ap :Diện tích tiết diện ngang dưới mũi cọc qp = CNc + = 0+ 27.669*15.778+0.866*19*0.3 = 441.5 T/m3 C : Lực dính của đất ở đầu mũi cọc . C = 0 : Dung trọng đẩy nổi của lớp đất ở đầu mũi cọc dp : Đường kính của cọc dp = 0.3m Nc, Nq, N là hệ số chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát Nc = 29.0854 Nq = 15.778 N= 19 : Ứng xuất có hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lượng bản thân của đất. = = 7*1.929+8*1.013+7*0.866 = 27.669 Sức chịu tải của đất nền dưới đầu mũi cọc Qp = Ap * qp = 0.09 * 441.5 = 39.7 T * Sức chiệu tải cực hạn do ma sát bên Công thức để xác định Qs = u Công thức tính ma sát bên đơn vị tác dụng lên cọc được xác định fsi, Ca, , tg Trong đó: Ca : Lực dính giữa thân cọc và đất Lấy Ca = CI (cọc bêtông cốt thép) : (T/m3) ứng xuất hiện hữu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc. = Ks * : Góc ma sát giữa cọc và đất nền lấy = (với cọc bêtông cốt thép) Ca : Lực dính của thân cọc và đất T/m3 = C (với cọc bêtông cốt thép) Ks = 1,4 hệ số là khi kể đến hiện tượng nén chặt đất khi đóng cọc (thể tích cọc chiếm chỗ của đất => biến dạng thể tích và làm tăng độ chặt xung quanh) = 7*1.929 = 13.503 T/m2 = 8*1.013 + 13.503 = 21.607 T/m2 = 7*0.866 + 21.607= 27.669 T/m2 fsi = Ca +* Ks*tg Ta có bảng tính như sau: Z(m) hsi (m) Ca Ks fs Qsi 6.5 6.5 0.624 29015 0.7159 13.503 0.86 7.224 14.5 8 0.056 25025 0.7991 21.607 6.78 65.088 21.5 7 0.078 26030 0.7753 27.669 7.27 61.068 Qs = 133.38 T Qsi = u* hsi*fsi (T) Hsi : độ dài của cọc trong lớp đất thứ i. u = 0.3 * 4 = 1.2m chu vi tiết diện cọcfsi : Ma sát bên đơn vị lớp đất từ i Qs = Fss : Hệ số an toàn cho sức chống mũi cọc =3 Vậy sức chịu tải tính toán của cọc ép là: Qu = min(Qavl,QaĐ) = 76.42 (T) 2. Xác định sơ bộ kích thước của đài: - Cường độ tính toán trung bình của đáy bệ: Aùp lực nén lên bệ: Pttc= Ptt - g-* hđ*1.1= 94.3 – 2 * 2.5 * 1.1 = 88.8(T/m2). - Diện tích của đáy bệ: - Tải trọng của móng khối quy ước tính từ đáy bệ: Nttb = n * Fb* hđ* g- = 1.1* 6.9 *2.5 * 2 =37.95T =>Tải trọng tính toán dưới đáy bệ: Nttđ =Ntt0+ Nttb = 653 + 37.95 = 690.95 T 3. Xác định số lượng cọc - Số lượng cọc sơ bộ: n ³ (cọ c). Chọn n = 12 (cọc) m: Hệ số kể đến mô men lệch tâm. Chọn số lượng cọc trong đài là 12 cọc. Khoảng cách giữa các cọc là 3d = 0.9 m - Kích thước đài cọc là a*b: b = 0.9 * 2 + 0.25*2 = 2.3 m l = 3 * 0.9 + 0.25* 2 = 3.2 m (l, b: là chiều dài và chiều rộng của đáy bệ) Þ Chọn kích thươc đài cọc là Fđ = 2.3 * 3.2 =7.36 m2 - Chiều cao đài cọc sơ bộ: hđ =1.5 m. 4. Kiểm tra lực tác dụng lên cọc - Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện tại đế đài: å Mtt = Mtt +Qtt * Hđ = 26.79 + 11.29*2.5 = 95.2 Tm. - Trọng lượng tính toán của đài và đất phủ trên đài: W = n * Fđ * gtb * hm = 1.1* 7.36 * 2 * 2.5 = 40.48 (T). - Trọng lượng tính toán của đài và đất phủ trên đài: Nttđ=Ntt + W = 653 + 40.48 = 693.48 (T) - Tải trọng tác dụng bình quân lên đầu cọc: - Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc biên (xmax = 0.9 m) Þ Pmax = 63.52 T Pmin = 52.06 T * Kiểm tra: Pmax = 63.52 T < Qa = 76.42 T. Pmin = 52.06 (T) > 0 ® cọc không bị nhổ. 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 điều kiện chống nhổ do Pmin > 0 5. Kiểm tra lực tác dụng lên nền đất 5.1 Xác định kích thước móng khối qui ước Xét các lớp đất mà cọc xuyên qua: Lớp đất Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Góc ma sát trong jII (độ) 29015 25025 26030 Chiều dày lớp đất h (m) 6.5 8 7 => Góc ma sát trong trung bình: jtb = 0 a = jtb /4 = 24.49/4 = 6.12 o - Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: Lqu = lđ + 2 * H* tga - d = 3.2 + 2 * 21 * tg 6.12o – 2*0.25 = 7.2 m. Bqu = bđ + 2 * H* tga - d = 2.3 + 2 * 21 * tg 6.12o – 2*0.25 = 6.3 m. * Trong đó: d : là khoảng cách giữa 2 mép ngoài của 2 cọc biên theo phương L, B. H : chiều dài cọc Þ Fqu = 7.2 * 6.3 = 45.36 m2. - Chiều cao móng khối quy ước: Hm = 21 + 2.5 = 23.5 m 5.2. Tính trọng lượng của móng khối qui ước - Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1 = Fm * gtb* hm = 45.36 * 2 * 2.5 = 226.8 (T). - Trọng lượng móng khối quy ước từ đáy đài trở xuống: Q2 = ågi * hi * Fm =6.5*1.929+8*1.013+7*0.866 =26.7 (T) Q2=26.7*45.36 = 1211 (T) -Tổng trọng lượng khối móng quy ước : Qm = Q1 + Q2 = 226.8 + 1211 = 1437.8 (T). - Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên : gtb = == 1.34/m3 5.3. Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước 5.4. Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước - Mômen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: = 23.30 + 9.82* 23.5 = 254.07 (T.m). - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åNotc = Ntc + Qm = 567.83 + 1437.8 = 2005 (T). - Độ lệch tâm: e = = 0.126 (m) Þ Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước smax = 48.1(T/m2). smin = 4.42 (T/m2). stb =(smax +smin )/2 = 26.26 (T/m2). 5.5. Kiểm tra khả năng chịu tải của lớp đất đáy móng smax = 55.77 (T/m2) < 1.2Rtc = 1.2 * 210 =252 (T/m2). smin = 4.42 (T/m2) > 0 stb = 26.26 (T/m2) < Rtc = 210 (T/m2). Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 6. Kiểm tra độ lún của móng cọc - Ta sẽ dùng phương pháp cộng lún từng lớp. - Ứng suất bản thân của đất ở đáy khối móng quy ước: sbt = Shi * gi = 1.929 * 6.5 + 1.013 * 8 + 0.866 *7 = 20.22(T/m2). - Áp lực gây lún: pgl = stb - sbt = 26.26 - 20.22 = 6.038 (T/m2 ). 6.1. Phân bố ứng suất trong nền đất - Ứng suất do đất nền: szđ = Shi * gi . - Ứng suất do tải trọng: sz = KO * Pgl. - Ứng suất do tải trọng: stbhi= (sglzi + sglzi+1)/2 ko = f được tra bảng 2.7 - Chia đất dưới đáy móng khối quy ước thành nhiều lớp có chiều dày hi = 1.26 ( m). Điểm L(m) B(m) Z (m) Lm/Bm 2Z/Bm Ko sz (T/m2) sbtz (T/m2) 0.2*sbtz (T/m2) 1 7.2 6.3 0 1.14 0 1 6.04 20.22 2 7.2 6.3 1.26 1.14 0.4 0.966 5.83 21.34 4.27 3 7.2 6.3 2.52 1.14 0.8 0.821 4.96 22.45 4.49 4 7.2 6.3 3.78 1.14 1.2 0.638 3.85 23.57 4.71 Nhận xét: tại độ sâu 3.78 m (kể từ mũi cọc trở xuống). Ta có: sz =4.09 (T/m2 ) < 0.2 szđ= 0.2 * 35.79 = 7.16 (T/m2 ) - Ta có thể dừng tại điểm 4 - Khả năng chịu lực của lớp đất dưới mũi cọc: s = 23.57+3.85 = 27.22 (T/m2 ) < Rtc Þ Vậy đảm bảo sức chịu tải của đất dưới mũi cọc. 7.2. Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp: - Ta có hệ số nén tương đối: - Momen biến dạng của lớp đất: - Độ lún được tính bởi công thức: Þ Móng M1 đảm bảo về độ lún. 7. Xác định chiều cao đài móng Chọn chiều cao đài móng cọc đựơc ngàm vào đài 1 đoạn 15(cm). Xác định kích thước lăng thể chọc thủng tiết diện cột (40x80)cm Chiều cao làm việc của đài ho =1.5-0.15= 1.35 Chiều dài lăng thể chọc thủng Lăng thể chọc thủng bao chùm ngoài trục các cọc do đó không có hiện tượng chọc thủng của cột xuống đài 8. Kiểm tra cọc chịu tải ngang Tải trọng truyền xuống móng bao gồm: LOẠI Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn M1 Q (T) 11.29 9.82 N (T) 653 567.83 M (Tm) 26.79 23.30 - Phân phối tải trọng ngang cho 12 cọc chịu: Q ttk = Q tck = - Lực đứng Nk tác dụng chỉ do tải trọng N0, M0 gây ra - Tải trọng lớn nhất tác dụng vào đầu cọc: Nttk = Pmax = 63.52 (T). - Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. - Hệ số biến dạng: abd = Trong đó: k : Hệ số tỷ lệ, có thứ nguyên (T/m4). gc: Hệ số điều kiện làm việc, gc =3 - Ta coi cọc chịu lực ngang chỉ làm việc với một tầng đất tính từ mặt đất mà thôi - Chiều dài ảnh hưởng: lah = 2 * (d+1) (m) =2.6 m d: Đường kính cọc; d = 0.3 (m) - Biểu đồ hiển thị mức độ ảnh hưởng của các lớp đất trong phạm vi làm việc đến chiều dài của các lớp đất: Chiều dài ảnh hưởng của cọc đến độ sâu 2.6 m, nằm trong 1 lớp: Lớp đất 2 : cát pha bụi vàng gII =1.929 Tm2 ,jII=29o.30,CII =0.636 F = K= 500 Tm4 I: là mômen quán tính tiết diện cọc I = 6.75*10-4(m4) - Với: b và h là chiều rộng và chiều cao của tiết diện cọc bt: bề rộng quy ước của cọc - Theo Tiêu chuẩn xây dựng 205 -1998 + Khi d < 0.8 m thì btt = 1.5*d + 0.5 m + Khi d 0.8m, btt = d + 1m - Cọc có tiết diện (30 * 30 cm) btt = 1.5 * 0.3 + 0.5 = 0.95 m Eb: Mô đun đàn hồi của bê tông, Eb = 294*104 (T/m2) Hệ số biến dạng: abd = (m-1) - Chiều sâu tính đổi cọc hạ trong đất: Lc = abd*L = 0.6*23.5 = 14.1(m). - Chuyển vị ngang của cọc ở mức đáy đài được tính: Dn = uo + jo*Lo + Lo = 0 , jo=0. uo: chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đế đài uo = Q ttk * dHH + M ttf * dHM Trong đó: Qttk: giá trị tính toán của lực cắt ở cọc thứ k M ttf: giá trị tính toán momen ngàm ở đầu cọc dHH, dHM: là các chuyển vị ngang ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO = 1 đặt tại cao trình này dMH, dMM: là các chuyển vị xoay ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình này Trong đó Ao, Bo, Co phụ thuộc vào Lc Với Lc = 14.1 m > 4, ta có: Ao = 2.441; Bo = 1.621; Co=1.751 * Tính toán chuyển vị ngang: Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào bệ dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có momen mà người ta gọi là momen ngàm: u tto = Qttk * dHH + M ttf * dHM u tto = 1* 5.7*10-3 – 1.18 * 2.3*10-3 = 2.9*10 -3(m) =0.0029 m => 0. 29 (cm) < 1 (cm) - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực hoặc đáy đài: Dn = uo + jo* Lo + (L0 = 0; jo = 0) == 0.29 (cm) Ta có Dn = 0.29 (cm) < 1cm Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị ngang - Mômen uốn Mz(T/m), áp lực ngang Uz (T) và lực cắt Qz (T)trong các tiết diện cọc được tính theo công thức sau: Uz = Mz = a2bd* Eb * I * u0* A3 - abd* Eb* I * j0 * B3 + Qz = a3bd* Eb* I *uo* A4 - a2bd* Eb* I * j0*B4 + + Qttk*D4 Trong đó: Ze là chiều sâu tính đổi, Ze = abd* Z * Các giá trị A1, A3, A4, B1, B3, B4, D1, D3, D4 được tra trong bảng G3 của TCXD 205 – 1998. a 3bd * E * I = 0.63 * 290*104 * 6.75*10-4 = 422 (m-3* T*m2) a 2bd * E * I = 0.62 * 290*104 * 6.75*10-4 = 704 (m-1* T*m2) a bd * E * I = 0.6 * 290*104 * 6.75*10-4 = 1175 (m-1* T*m2) a bd* M ttf = 0.6 * ( -1.18) = - 0.708 Z (m) Ze (m) A3 B3 C3 D3 Mz (Tm) A4 B4 C4 D4 Qz(T) 0 0 0 1 0 -1.18 0 0 0 1 0.82 0.2 0.1 0 0 1 0.1 -1.01 -0.005 0 0 1 0.82 0.3 0.2 -0.001 0 1 0.2 -0.85 -0.02 -0.003 0 1 0.80 0.5 0.3 -0.005 -0.001 1 0.3 -0.69 -0.045 -0.009 -0.001 1 0.78 0.7 0.4 -0.011 -0.002 1 0.4 -0.54 -0.08 -0.021 -0.003 1 0.75 0.8 0.5 -0.021 -0.055 0.999 0.5 -0.55 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 0.72 1.0 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.6 -0.44 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 0.68 1.2 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 -0.35 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 0.63 1.3 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -0.27 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 0.58 1.5 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 -0.20 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 0.53 1.7 1 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.15 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 0.48 1.8 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 -0.11 -0.603 -0.443 -0.083 0.946 0.33 2.0 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 -0.10 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 0.38 2.2 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 -0.10 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 0.33 2.3 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 -0.12 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 0.29 2.5 1.5 -0.559 -0.42 0.881 1.437 -0.24 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 0.26 2.7 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 -0.22 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 0.23 2.8 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 -0.30 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 0.22 3.0 1.8 -0.956 -0.867 0.53 1.612 -0.40 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 0.22 3.2 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.64 -0.52 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 0.23 3.3 2 -1.295 -1.314 0.207 1.646 -0.67 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 0.25 3.7 2.2 -1.693 -1.906 -0.27 1.575 -1.01 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 0.35 4.0 2.4 -2.141 -2.663 -0.94 1.352 -1.44 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 0.52 4.3 2.6 -2.621 -3.6 -1.88 0.917 -1.90 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 0.77 4.7 2.8 -3.103 -4.718 -3.41 0.917 -1.08 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 1.12 5.0 3 -3.541 -6 -4.69 -0.891 -2.90 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 1.55 5.8 3.5 -3.919 -9.544 -10.3 -5.854 -3.70 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 2.97 6.7 4 -1.641 -11.73 -17.9 -15.08 -2.56 9.244 -0.358 -15.611 -23.14 4.38 9. Cấu tạo và tính toán đài cọc - Theo kết quả tính toán ở trên ta có: Pmax = 63.52 T Pmin = 52.06 T Ptb = 57.79 (T). - Tính toán và bố trí thép theo 2 phương. - 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. M = SxI* P - Đài cọc làm việc như một console ngàm ở mép cột và chịu tác động của tải trọng là phản lực của cọc hướng lên. - Tính thép trên 1m bề rộng. - Tải trọng lớn nhất tác dụng lên 2 cọc biên theo phương 1 và 2: - Cánh tay đòn của lực: x = - 0.4 - 0.25 = 0.95 (m). y = - 0.2 - 0.25 = 0.7 (m). M1-1 = 2* Pmax * 0.95 = 2 * 66.6 * 0.95 = 126.5 (Tm). M2-2 = 2* Ptb * 0.7 = 2 * 57.79 * 0.7 = 80.96 (Tm). * Tính toán cốt thép: Ta có diện tích cốt thép cho mỗi phương: (cm2). Chọn 19f16a170 (Fa = 38.2 cm2). (cm2). Chọn 16f14a150 (Fa =24.6 cm2), thép cấu tạo f12a200. (Xem bản vẽ) II. TÍNH MÓNG M2 1. Xác định nội lực 1.1 Tải tính toán Nội lực Tính toán Q1 (T) 9.68 N1 (T) 606 M1 (Tm) 21.22 Q2 (T) 9.68 N2 (T) 606 M2 (Tm) 21.22 Vì khoảng cách hai móng gần nhau nên ta tính móng đài kép, do đó chuyển lục về trong tâm của đài dể tính. Nội lực tác dụng lên hai móng N2 N1 M1 M2 Q2 Q1 2400 N Chuyển nội lực về trọng tâm M Q 1200 1200 Tải tính toán LOẠI Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn M2 Q (T) 19.78 17.2 N (T) 1212 1053 M (Tm) 42.44 36.90 QTC= QTT/1.15 (T); NTC= NTT/1.15 (T) ; MTC= MTT/1.15 (Tm) Tính sức chiệu tải của cọc 1.1 theo điều kiện đất nền Trong đó: + Qcf: Sức chịu tải cho phép của đất nền + Ktc hệ số an toàn lấy bằng 1.4 + Qgh: Sức chịu tải giới hạn của đất nền Qgh = m (mR * F * R + uå mf* ¦si* hi) + m: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1+ mR, mf: Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất (tra bảng A.3: TCXD 205: 1998) => mR = 1.1; mf = 1 + R: Cường độ chịu tải ở mũi của cọc (tra bảng A1 TCVN 205-1998) =>R = 341T/m2 (ở độ sâu 23.5m) + F: Diện tích mũi cọc F = (0.3 x 0.3) = 0.09m2. + u : Chu vi tiết diện ngang cọc u = 4 x 0.3 = 1.2 m + li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc =2m) Khả năng bám trượt bên hông cọc Lớp Độ sệt B Z h i f si h i f i 1 0.7 3.5 2 0.85 1.7 2 0.7 5.5 2 1 2 3 0.7 7.5 2 1 2 4 0.4 9.5 2 3.2 6.4 5 0.4 11.5 2 3.52 7.04 6 0.4 13.5 2 3.68 7.36 7 0.4 15.5 2 3.83 7.66 8 cát mịn ,bời rời 17.5 2 5.35 10.7 9 19.5 2 5.55 11.1 10 21.5 2 5.75 11.5 11 23 1 5.9 5.9 TỔNG CỘNG 21 73.36 Trong đó: fsi: Cường độ chịu tải mặt bên của cọc + Sức chịu tải giới hạn của cọc ma sát: Qtc = m * (mR * R * F + uå mf * ¦si * li) = 1{1.1* 341* 0.09 + 1* 1* 73.36) = 107 (T/m2) + Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lý: = 76.42 (T). 3. Xác định số lượng cọc - Số lượng cọc sơ bộ: n ³ (cọc). Chọn n = 21 (cọc) m: Hệ số kể đến mô men lệch tâm. Chọn số lượng cọc trong đài là 12 cọc. Khoảng cách giữa các cọc là 3d = 0.9 m - Kích thước đài cọc là a*b: bd = 0.9 * 2 + 0.25*2 = 2.3 m ld = 6 * 0.9 + 0.25* 2 = 5.9 m (l, b: là chiều dài và chiều rộng của đáy bệ) Þ Chọn kích thươc đài cọc là Fđ = 2.3 * 5.9 =13.75 m2 - Chiều cao đài cọc sơ bộ: hđ =1.5 m. 4. Kiểm tra lực tác dụng lên cọc - Trọng lượng tính toán của đài và đất phủ trên đài: W = n * Fđ * gtb * hm = 1.1* 13.75 * 2 * 2.5 = 74.635 (T). - Trọng lượng tính toán của đài và đất phủ trên đài: Nttđ=Ntt + W = 1212 + 74.635 = 1286 (T) - Tải trọng tác dụng bình quân lên đầu cọc: - Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc biên (xmax = 0.9 m) Þ Pmax = 67.57 T Pmin = 54.89 T * Kiểm tra: Pmax = 67.57 T < Qa = 76.42 T. Pmin = 54.89 (T) > 0 ® cọc không bị nhổ. 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 điều kiện chống nhổ do Pmin > 0 5. Kiểm tra lực tác dụng lên nền đất 5.1 Xác định kích thước móng khối qui ước Xét các lớp đất mà cọc xuyên qua: Lớp đất Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Góc ma sát trong jII (độ) 29015 25025 26030 Chiều dày lớp đất h (m) 6.5 8 7 => Góc ma sát trong trung bình: jtb = 0 a = jtb /4 = 24.49/4 = 6.12 o - Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: Lqu = lđ + 2 * H* tga - d = 5.9 + 2 * 21 * tg 6.12o – 2*0.25 = 9.9 m. Bqu = bđ + 2 * H* tga - d = 2.3 + 2 * 21 * tg 6.12o – 2*0.25 = 6.3 m. * Trong đó: d : là khoảng cách giữa 2 mép ngoài của 2 cọc biên theo phương L, B. H : chiều dài cọc Þ Fqu = 9.9 * 6.3 = 62.37 m2. - Chiều cao móng khối quy ước: Hm = 21 + 2.5 = 23.5 m 5.2. Tính trọng lượng của móng khối qui ước - Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1 = Fm * gtb* hm = 62.37 * 2 * 2.5 = 311.85 (T). - Trọng lượng móng khối quy ước từ đáy đài trở xuống: Q2 = ågi * hi * Fm =6.5*1.929+8*1.013+7*0.866 =26.7 (T) Q2=26.7*62.37 = 1665 (T) -Tổng trọng lượng khối móng quy ước : Qm = Q1 + Q2 = 311.85 + 1665 = 1977 (T). - Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên : gtb = == 1.34/m3 5.3. Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước 5.4. Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước T.m T.m - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åNOtc = NGtc + Qm = 1977 + 1053 = 3030 (T). - Độ lệch tâm: e = = 0.15 (m) Þ Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước smax = 52.99(T/m2). smin = 44.20 (T/m2). stb =(smax +smin )/2 = 26.26 (T/m2). 5.5. Kiểm tra khả năng chịu tải của lớp đất đáy móng smax = 55.77 (T/m2) < 1.2Rm = 1.2 * 210 =252 (T/m2). smin = 4.42 (T/m2) > 0 stb = 48.58 (T/m2) < Rm = 210 (T/m2). Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 6. Kiểm tra độ lún của móng cọc - Ta sẽ dùng phương pháp cộng lún từng lớp. - Ứng suất bản thân của đất ở đáy khối móng quy ước: sbt = Shi * gi = 1.929 * 6.5 + 1.013 *