Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

PHẦN I
BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT
CÔNG TRÌNH

SV: Đinh Thị Bích

1

66DLCD34


Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

1. Cấu trúc địa chất khu vực xây dựng.
Mô tả sơ bộ cấu tạo địa chất khu vực:
Tại lỗ khoan BH4, khoan xuống cao độ là – 37.00m, gặp 4 lớp đất như sau:


Lớp 1:

Lớp 1 là lớp sét pha màu xám, trạng thái dẻo mềm. Chiều dày của lớp là 2.20m,
cao độ mặt lớp là 0.00m, cao độ đáy là -2.20m. Chiều dày sau xói của lớp đất này
là 0.0m. Cao độ mặt đất sau xói -2.40m
 Lớp 2:
Lớp 2 là lớp cát hạt nhỏ, màu xám đen, kết cấu rất rời rạc, phân bố dưới lớp 1.

Chiều dày của lớp là 9.00m, cao độ mặt lớp là -2.20m, cao độ đáy là -11.20m.
Chiều dày sau xói của lớp đất này là 8.8m
 Lớp 3:
Lớp thứ 3 là lớp sét pha màu xám nâu, xám xanh, trạng thái dẻo cứng, phân bố
dưới lớp 2. Chiều dày của lớp là 4.30m, cao độ mặt lớp là -11.20m, cao độ đáy
lớp là -15.50m. Lớp đất có độ ẩm W = 20.6%.
 Lớp 4:
Lớp thứ 4 là lớp cát hạt nhỏ, màu xám, kết cấu chặt vừa, phân bố dưới lớp 3.
Chiều dày của lớp là 21.50m, cao độ mặt lớp là -15.50m, cao độ đáy lớp là
-37.00m.

II.

Nhận xét và kiến nghị

Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu và qui mô công
trình dự kiến xây dựng, em xin có một số nhận xét và kiến nghị sau:
• Nhận xét:
+ Điều kiện địa chất công trình trong phạm vi khảo sát nhìn chung là khá
phức tạp, có nhiều lớp đất phân bố và thay đổi khá phức tạp.
+ Lớp đất số 1 là lớp sét pha dễ bị sói mòn.
+ Lớp đất số 2 là lớp đất yếu do chỉ số xuyên tiêu chuẩn và sức chịu tải nhỏ,
lớp đất số 3 có trị số SPT và sức chịu tải trung bình.
+ Lớp 4 có trị số SPT cao và sức chịu tải tốt.
• Kiến nghị
+ Với các đặc điểm địa chất công trình tại đây, nên sử dụng giải pháp móng
cọc ma sát bằng BTCT cho công trình cầu và lấy lớp đất số 4 làm tầng tựa cọc.
+ Nên để cho cọc ngập sâu vào lớp đất số 4 để tận dụng khả năng chịu ma sát
của cọc.
SV: Đinh Thị Bích


2

66DLCD34


Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

PHẦN II
THIẾT KẾ KĨ THUẬT

SV: Đinh Thị Bích

3

66DLCD34


Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

1. Lựa chọn kích thước công trình và bố trí cọc trong móng
1.1. Lựa chọn kích thước và cao độ bệ móng, mũi cọc.
1.1.1. Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT).
Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi
mực nước giữa MNCN và MNTN là tương đối cao. Xét cả điều kiện mỹ quan trên
sông, ta chọn các giá trị cao độ như sau:

MNCN + 1m 

Cao độ đỉnh trụ CĐĐT chọn như sau: max MNTT + H  − 0.3m.
tt 

Trong đó:
+ MNCN: Mực nước cao nhất, MNCN = 3.0 m
+ MNTT: Mực nước thông thuyền
+ H tt : Chiều cao thông thuyền, Htt = 0.0 m
Sông không thông thuyền.
 CĐĐT = 3.0 + 1.0 − 0.3 (m)
= 3.7 m
Vậy: CĐĐT = + 3.7 m
1.1.2. Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB).
CĐĐB ≤ MNTN - 0.5 m
+ MNTN: Mực nước thấp nhất, MNTN = 1.50 m
 CĐĐB ≤ 1.5 - 0.5 = 1.0 m
Ta thiết kế móng đài thấp nên CĐĐB ≤ Cao độ mặt đất sau sói = -2.4 m
Vậy Chọn cao độ đỉnh bệ là: CĐĐB = -2.5 m
1.1.3. Cao độ đáy bệ.
Cao độ đáy bệ = CĐĐB - Hb
Trong đó: Hb: Chiều dày bệ móng (Hb = 1.5m ÷ 3m ). Chọn Hb = 2 m.
 Cao độ đáy bệ = -2.5 - 2.0 = -4.5 m
Vậy chọn các thông số thiết kế như sau:

SV: Đinh Thị Bích

4

66DLCD34



Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

Ngang tru cau
Hinh chieu
doc tru cau Hinh chieu
800
170
+3.70

80
60

80
60
15025

2512025

+3.00

25150
+1.50

480
Ghi chú


450

-2.50
200

200

Kích thu?c: cm
Cao d?: m

-4.50

Hình 2: Tổng hợp các thông số thiết kế
Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = + 3.7 m
Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = - 2.5m
Cao độ đáy bệ là: CĐĐAB = -4.5 m
Bề dầy bệ móng: Hb = 2 m.
Chiều dày mũ trụ: CDMT = 0.8+0.6 = 1.4 m
1.1.4. Chọn kích thước và cao độ mũi cọc.
 Chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thước là 0.45x0.45m; được
đóng vào lớp số 3 là lớp sét ở trạng thái nửa cứng. Ngoài ra mũi cọc được đặt vào
trong lớp đất chịu lực tối thiểu là 5d.
Vậy, chọn cao độ mũi cọc là - 27.50m
Như vậy cọc được đóng vào trong lớp đất 3 có chiều sâu là 6.8m
 Chiều dài của cọc (Lc) được xác định như sau:
Lc = CĐĐB - Hb - CĐMC
Lc = -2.5 - 2.0 - (- 27.50) = 23.00 m
Trong đó:
CĐĐB
= -2.5 m: Cao độ đỉnh bệ

Hb
= 2.0 m: Chiều dày bệ móng
CĐMC
= -27.5 m: Cao độ mũi cọc
 Kiểm tra:

Lc
23
=
= 51.11 ≤ 70
d 0.45

=> Thoả mãn yêu cầu về độ mảnh.

 Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L cd = Lc + 1m = 23 + 1m = 24 m. Cọc được tổ
hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 24 m = 3x8m. Như vậy hai đốt thân
cọc chiều dài là 8m và đốt mũi cũng có chiều dài 8m. Các đốt cọc sẽ được nối với
nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc.
SV: Đinh Thị Bích

5

66DLCD34


Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

2. Lập tổ hợp tải trọng tác tại đỉnh bệ với MNTN

2.1. Tính toán thể tích trụ
2.1.1. Tính chiều cao thân trụ
Chiều cao thân trụ Htr:
Htr = CĐĐT - CĐĐB - CDMT.
Htr = 3.7 – (-2.5) - 1.4 = 4.8 m.
Trong đó:

Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = + 3.7 m
Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = - 2.5 m
Chiều dày mũ trụ: CDMT = 0.8 + 0.6 = 1.4m.

2.1.2. Thể tích toàn phần (không kể bệ cọc).

NGANG CÇU

DäC CÇU
No
Ho

Mo

V1

80

170

60

150

120

25

25

480

25

V2
V3

800

25

150

450

Hình 3: Phân chia tính thể tích trụ
Thể tích trụ toàn phần Vtr:
Vtr = V1 + V2 + V3
8 ×1.7 × 0.8 +

=

(8 + 4.5 + 0.25 × 2)
π ×1.2 2

×1.7 × 0.6 + (
+ (4.5 − 1.2) ×1.2) × 4.8
2
4

= 10.88 + 6.63 + 24.44 = 41.95 m3.
2.1.2. Thể tích phần trụ ngập nước (không kể bệ cọc).
Thể tích trụ toàn phần Vtn :
SV: Đinh Thị Bích

6

66DLCD34


Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

Vtn = Str x (MNTN - CĐĐB)
=(
Trong đó:

π ×1.22
+ (4.5 − 1.2) ×1.2) × (1.5 − ( −2.5)) = 20.36 m3
4

MNTN = +1.5 m: Mực nước thấp nhất.
CĐĐB = -2.5 m: Cao độ đỉnh bệ.
Str: Diện tích mặt cắt ngang thân trụ, m2.


2.2. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN
Tiến hành tính các tải trọng: thẳng đứng, lực ngang và mômen đối với mặt cắt
đỉnh bệ ứng với mặt cắt tự nhiên. Đề bài đã cho ta Tải trọng ở TTGHSD ta phải
tiếp tục tính ở TTGHCĐ
Bảng 1: Tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN
Tải trọng

Đơn vị

TTSD

N ot - Tĩnh tải thẳng đứng

kN

4000

N oh - Hoạt tải thẳng đứng

kN

2500

H h - Hoạt tải nằm ngang

kN

120


M o - Hoạt tải mômen

kN.m

450

Hệ số tải trọng: Hoạt tải: n = 1.75
Tĩnh tải: n = 1.25
γbt = 24.50 (kN/m3): Trọng lượng riêng của bê tông
γn= 9.81 (kN/m3): Trọng lượng riêng của nước
2.2.1. Tổ hợp tải trọng theo phương dọc ở TTSD.
 Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu:
N tc = N ho + ( N to + γ bt × Vtr ) − γ n × Vtn

N tc = 2500 + (4000 + 24.50 x 41.95) – 9.81 x 20.36 = 7328.04 kN

 Tải trọng ngang tiêu chuẩn cọc cầu:
Htc = Ho = 120 kN
 Mômen tiêu chuẩn dọc cầu:
M tc = M o + H ho × (CĐĐT – CĐĐB)

SV: Đinh Thị Bích

7

66DLCD34


Đồ án môn học Nền và Móng


GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

M tc = 450 + 120 × (3.7 − (−2.5)) = 1194 kN.m

2.2.2. Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu ở TTGHCĐ.
 Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu
N tt = 1.75 × N ho + 1.25 × ( N to + γ bt × Vtr − γ n × Vtn )
N tt = 1.75 × 2500 + 1.25 × (4000 + 24.50 × 41.95 − 9.81× 20.36)

N tt = 10410.05 kN

 Tải trọng ngang tính toán dọc cầu:
Htt = 1.75x H h = 1.75x120 = 210 kN.
o

 Mômen tính toán dọc cầu:
M tt = 1.75 × M o + 1.75 × H ho × (CĐĐT – CĐĐB)

M tt = 1.75 × 450 + 1.75 ×120 × (3.7 − (−2.5)) = 2089.5 kN.m

Bảng 2: Tổng hợp tải trọng tác dụng theo phương dọc cầu với MNTN
Tải trọng

Đơn vị

TTGHSD

TTGHCĐ

Tải trọng thẳng đứng


kN

7328.04

10410.05

Tải trọng ngang

kN

120

210

kN.m

1194

2089.5

Mômen

SV: Đinh Thị Bích

8

66DLCD34



Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

3. Xác định sức kháng nén dọc trục của cọc đơn
3.1. Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu.
Chọn vật liệu
+ Cọc bê tông cốt thép
+ Tiết diện của cọc hình vuông: 0.45m x 0.45m
+ Bê tông có fc' = 28MPa
+ Thép ASTM A615, có fy = 420 MPa

450

50 2@175=350 50

 Bố trí cốt thép trong cọc
+ Cốt chủ : Chọn 8∅22, bố trí xuyên suốt chiều dài cọc.
+ Cốt đai : Chọn thép ∅ 8

50 2@175=350 50
450

Hình 4. Mặt cắt ngang cọc BTCT
 Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu PR
Dùng cốt đai thường, ta có: PR = ϕxPn = ϕx 0.8x{0.85x fc' x(Ag – Ast) + fyxAst}
Trong đó:
ϕ : Hệ số sức kháng của bê tông, ϕ = 0.75
fc' : Cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (MPa)


fy : Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (MPa).
Ag : Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, Ag = 450x450 = 202500mm2
Ast: Diện tích cốt thép, Ast = 8x387=3096mm2
SV: Đinh Thị Bích

9

66DLCD34


Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

Vậy: PR = 0.75x0.8x{0.85x28x(202500– 3096) + 420x3096}
= 3627681.12 N ≈ 3627.68 KN.
3.2. Sức kháng nén dọc trục theo đất nền QR
Sức kháng nén dọc trục theo đất nền được xác định như sau: QR = ϕ qp Q p + ϕ qs Q s

Với: Q s = q s .A s ; Q p = q p .A p
Trong đó: Qp: Sức kháng mũi cọc (MPa)
qp: Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
Qs: Sức kháng thân cọc (MPa)
qs: Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
Ap: Diện tích mũi cọc ( mm2 )
As: Diện tích bề mặt thân cọc ( mm2 )
ϕ qp : Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc.
ϕ qs : Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc.
ϕqs = 0.7λ v trong đất sét với λ v = 0.8 ta có: ϕqs = 0.56
ϕ q = 0.7λ v trong đất sét với λ v = 0.8 ta có: ϕ q = 0.56


3.2.1. Sức kháng thân cọc Qs
Do thân cọc ngàm trong 3 lớp đất, đều là lớp đất sét nên ta tính Q s phương

theo phương pháp α.
 Theo phương pháp α: Sức kháng đơn vị thân cọc qs như sau: q s = αS u
Trong đó:
Su: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (Mpa), Su = Cuu
α : Hệ số kết dính phụ thuộc vào Su và tỷ số Db/D và hệ số dính được tra
bảng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05. Hình 10.7.3.3.2a-1
Ở đó Db là chiều sâu cọc trong lớp đất chịu lực, D: đường kính cọc
Đồng thời ta cũng tham khảo công thức xác định α của API như sau :
- Nếu Su ≤ 25 Kpa ⇒ α = 1.0
 S − 25KPa 
- Nếu 25 Kpa < Su < 75 Kpa ⇒ α = 1 − 0.5 u

 50 KPa 
- Nếu Su ≥ 75 Kpa ⇒ α = 0.5

SV: Đinh Thị Bích

10

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai


Lp 1:
Ta cú cao mt t sau xúi: -2.4m => lp t s 1 b mt
Lp 3:
Ta cú: Su = 30.8 kN/m 2 = 30.8 kPa = 0.0308MPa.
S dng phng phỏp tra biu :
Vi chiu sõu Db tớnh t nh lp 3 hay: Db = 4.3m
Db
4.3
=
= 9.56 => Db < 10D. Do ú:
D 0.45

=1

S dng cụng thc ca API vi Su= 30.8 kPa ta cú:
S 25KPa
30.8 25
= 1 0.5 u
= 1 0.5
= 0.942

50

50
KPa


Ly =0.942
Bng 3: Sc khỏng thõn cc Qs cỏc lp t dớnh
Chiều

dày sau
Tên lớp
xói
(m)
Lớp 3

4.3

Chu
vi
(mm)

Diện tích
As
(mm)

Cờng độ
kháng cắt
Su
(MPa)

Hệ số

1800

7740000

0.0308

0.942




qS
(MPa)

Qs=qsxAs
(N)

0.029

224460

Đối với lớp đất cát:
Sức kháng thân cọc Qs nh sau:
Qs = qs x As và qs = 0.0019 N
Trong đó : As : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2)
N : Số đếm búa SPT trung bình dọc theo thân cọc (búa/300mm)

Bng : Sc khỏng thõn cc Qs cỏc lp t ri
SV: inh Th Bớch

11

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

Tên

lớp

Lớp 2

GVHD: H Th Thanh Mai

Chỉ số
SPT
trung
bình

Độ
sâu
(m)

Chiều
dày
(m)

Chu
vi
(m)

Chỉ số
SPT

2.4

0


1.8

9

0

0

0

0

6.0

3.6

1.8

3

6

0.0114

6480000

73872

9.0


3

1.8

5

4

0.0076

5400000

41040

11.2

2.2

1.8

8.8

6.9

0.0131

3960000

51876


qs

As

Q si

(mm2)

(N)

166788

Qs = Qsi

Lớp 4

15.5

0

1.8

11.9

0

0

0


0

17.0

1.5

1.8

17

14.45

0.0275

2700000

74250

20.0

3

1.8

20

18.5

0.0352


5400000

190080

23.0

3

1.8

21

20.5

0.0390

5400000

210600

25.0

2

1.8

21

21


0.0399

3600000

143640

27.0

2

1.8

20

20.5

0.0390

3600000

140400

27.5

0.5

1.8

20.5


20.25

0.0385

900000

34650
793620

Qs = Qsi

Vậy sức kháng thân cọc nh sau:
Lớp
1
2
3
4

Q qs
(N)
0
166788
224460
793620
Tổng

Hệ số sức
kháng qs
0.56
0.36

0.56
0.36

qs Q qs
(N)
0
60043.68
125697.6
285703.2
471444.48

4.2.2. Sc khỏng mi cc Qp
Sc khỏng n v mi cc trong t cỏt bóo hũa Qp xỏc nh nh sau:
Sức kháng mũi cọc Qp: Qp = qp x Ap và q p =
SV: inh Th Bớch

12

0.038N corr D b
q l
D
66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai


1.92

Với: N corr = 0.77 log
'
N

v


10
Trong đó:
Ap : Diện tích mũi cọc (mm2).
Ncorr: Số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ, 'v
'v : ng suất có hiệu (N/mm2), 'v = u
: ng suất tổng (KN/m2)
u : áp lực nớc lỗ rỗng ứng với MNTN = 1.5 m
N : Số đếm SPT đo đợc (búa/300mm)
D : Chiều rộng hay đờng kính cọc (mm)
Db : Chiều sâu xuyên trong tầng đất chịu lực (lớp đất 4) (mm)
ql : Sức kháng điểm giới hạn (MPa)
ql = 0.4Ncorr cho cát và ql = 0.3Ncorr cho bùn không dẻo

Tính 'v :
Lớp 2:
e

( 2)

=

h


( 2)

bh

bh

( 2)

( 2)

n

bh

( 2)

=

h

( 2)

+ e ì n 26.6 + 1.08 ì 9.81
=
= 17.88 KN/m2
1
+
1.08
(1 + e)


Lớp 3:
e( 4) =

( 4)

( 4)

( 4)

h bh
+ e ì n 26.6 + 0.89 ì 9.81
( 4)
bh = h
=
= 18.69 KN/m2
( 4)
(1 + e )
bh n
1 + 0.89

Ta có: = n (1.5 + hx ) + 2 h2 + 3 h3 + 4 h4
= 9.81x(1.5+2.4) + 17.88x(9.0-0.2) + 19.3x4.3 + 18.69x12.0
= 502.873 KN/m2
u = (1.5 + h1 + h2 + h3 + h4 ) n = (1.5 + 2.2 + 9.0 + 4.3 +12) x9.81
= 284.49 KN/m2
Vậy: v ' = 502.873 - 284.49 = 218.383 KN/m2
0.218 N/mm2
Tính Ncorr:
Ta có: N = 20.5, D = 450mm, Ap = 202500mm2
Db =12.00m = 12000mm

Thay số vào ta có:


Ncorr = 0.77 log


SV: inh Th Bớch

1.92

ữ 20.5 =14.91
10 0.218

13

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

qp =

GVHD: H Th Thanh Mai

0.038 x14.91x12000
= 15.11N / mm2
450

q = 0.4 Ncorr = 0.4 ì14.91 = 5.964 N/ mm2 < qp = 15.11 N/mm2
l

Chọn: qp = 5.964 N/mm2

=> qp Q p =0.36x5.964x202500 = 434775.6 N
Vậy sức kháng nén dọc trục theo đất nền:
QR = 471444.48 + 434775.6 = 906220.08 N = 906.22 KN
3.3. Sức kháng dọc trục của cọc đơn Ptt
Sức kháng dọc trục của cọc đơn đợc xác đinh nh sau:
Ptt = min(PR , Q R ) =min(3627.68 ; 906.22) = 906.22 KN

SV: inh Th Bớch

14

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai

4. Xỏc nh s lng cc v b trớ cc
4.1. Xỏc nh s lng cc
n=

N
Ptt

Trong ú: N: Ti trng thng ng TTGHC (kN), N = 10410.05 kN
Ptt: Sc khỏng dc trc ca cc n (kN), Ptt= 906.22 kN
Thay s: n =


10410.05
= 11.49 . Chn n = 32 cc.
906.22

4.2. B trớ cc trong múng
4.2.1. B trớ cc trờn mt bng
Cọc đợc bố trí theo dạng lới ô vuông trên mặt bằng và đợc bố trí thẳng đứng trên
mặt đứng, với các thông số :
+ Tổng số cọc trong móng: n = 32
+ Số hàng cọc theo phơng dọc cầu là 4. Khoảng cách tìm các hàng cọc theo phơng
dọc cầu là 1200 mm.
+ Số hàng cọc theo phơng ngang cầu là 8. Khoảng cách tim các hàng cọc theo phơng ngang cầu là 1200 mm.
+ Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phơng dọc cầu và
ngang cầu là 500 mm.

Hỡnh 5. Mt bng cc
4.2.2. Tớnh th tớch b.
SV: inh Th Bớch

15

66DLCD34


Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

Với 32 cọc bố trí như hình vẽ, ta có các kích bệ là: 4600mm x 9400mm.

Trong đó: a = (4600 - 1200) : 2 = 1700 mm.
b = (9400 - 4500) : 2 = 2450 mm.
Chiều dày bệ: 2000 mm
Thể tích bệ là: Vb = 9400x4600x2000 = 86.48x109 mm3 = 86.48 m3.
4.3. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ
4.3.1. Trạng thái giới hạn sử dụng
 Tải trọng thẳng đứng:
SD
N SD
2 = N 1 + ( γ bt − γ n )xVb

= 7328.04 + (24.5 - 9.81) x 86.48 = 8598.43 kN.
 Tải trọng ngang:
SD
H SD
2 = H 1 = 120 kN.

 Mômen
SD
SD
M SD
2 = M 1 + H 1 xH b = 1194 + 120x2 = 1434 kN.m

4.3.2. Trạng thái giới hạn cường độ
 Tải trọng thẳng đứng:
N 2CĐ = N1CĐ + 1.25(γ bt − γ n ) × Vb

= 10410.05 + 1.25(24.5 - 9.81) x 86.48 = 11998.04 kN
 Tải trọng ngang:
H 2CĐ = H 1CĐ = 210 kN.


 Mômen
M C2 § = M 1C § + H 1C § xH b = 2089.5 + 210 x 2 = 2509.5 kN.m

Bảng 4: Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ
Tải trọng

Đơn vị

TTGHSD

TTGHCĐ

Tải trọng thẳng đứng

kN

8598.43

11998.04

Tải trọng ngang

kN

120

210

Mômen


kN.m

1434

2509.5

5. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ I
SV: Đinh Thị Bích

16

66DLCD34


Đồ án môn học Nền và Móng

GVHD: Hồ Thị Thanh Mai

5.1. Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn
5.1.1. Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc
Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được xác định theo công thức sau:
Ni =

N M y .xi M x . yi
+ n
+ n
n
(KN) theo phương dọc cầu nên My=0
2

∑ xi ∑ yi2
i =1

i =1

Trong đó: N: là tổng tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐ ở đáy bệ, N = 11998.04 kN
n: là số lượng cọc trong móng, n = 32
Mx: momen của tải trọng ngoài ở TTGHCĐ lấy đối với trục Ox ở đáy đài
Bảng tính nội lực dọc trục lên cọc
Cọc
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

21
22
23
24
25
26
27
28
SV: Đinh Thị Bích

n

N (KN)

Mx (KNm)

32

11998.04

2509.5

17

yi (m)
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8

1.8
1.8
1.8
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-1.8
-1.8
-1.8
-1.8

Ni (KN)
453.36
453.36
453.36
453.36
453.36

453.36
453.36
453.36
401.08
401.08
401.08
401.08
401.08
401.08
401.08
401.08
348.80
348.80
348.80
348.80
348.80
348.80
348.80
348.80
296.52
296.52
296.52
296.52
66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai


29
30
31
32

296.52
296.52
296.52
296.52

-1.8
-1.8
-1.8
-1.8
57.60

y

2
i

Ni lc cc ln nht Nmax= 453.36 kN
5.1.2. Kim toỏn sc khỏng dc trc cc n
Cụng thc kim toỏn sc khỏng dc trc cc n:
Nmax + N Ptt
Trong ú:
Ptt: Sc khỏng tớnh toỏn chu nộn ca cc n, Ptt = 906.22 kN
Nmax: Ni lc tỏc dng ln nht lờn mt cc, Nmax = 453.36 kN
N: Trng lng bn thõn cc
Ta cú: N = 0.45 x 0.45 x 23 x 24.5= 114.11 KN

Kim toỏn:
Nmax + N = 453.36 + 114.11 = 567.47 kN Ptt= 906.22 kN => t

5.2. Kim toỏn sc khỏng dc trc ca nhúm cc
Cụng thc kim toỏn sc khỏng dc trc ca nhúm cc:
Vc Q R = g Q g = g1 Qg1 + g 2 Qg2

Trong ú :
VC: Tng lc gõy nộn nhúm cc ó nhõn h s. VC = 11998.04 (kN)
QR: Sc khỏng dc trc tớnh toỏn ca nhúm cc
g : Cỏc h s sc khỏng ca nhúm cc. Ta cú: g = 0.65
Qg: Sc khỏng dc trc danh nh ca nhúm cc, c xỏc nh nh sau
g1, g2 : Hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc trong đất dính, đất rời.
Qg1, Qg2 : Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc trong đất dính, đất rời.

Vi t dớnh
Qg1 = min{ xTổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn; sức kháng trụ tơng đơng}
= min{Q1; Q2}
Với:



Q1
Q2

: Hệ số hữu hiệu
: xTổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn trong đất dính.
: Sức kháng trụ tơng đơng

SV: inh Th Bớch


18

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai

Ta có : Cao độ mặt đất sau xói là : -2.4 m
Cao độ đáy bệ là
: -4.5 m
Do vậy sau khi xói lở, đáy bệ không tiếp xúc chặt chẽ với đất, đất trên bề mặt
là mềm yếu, khi đó khả năng chịu tải riêng rẽ của từng cọc phải đợc nhân với hệ số
hữu hiệu, lấy nh sau :
= 0.65 vi khong cỏch tim n tim bng 2.5 ln ng kớnh
= 1.00 vi khong cỏch tim n tim bng 6 ln ng kớnh
M khong cỏch tim n tim bng
ni suy h :

1200
= 2.67 ln ng kớnh cc do ú ta
450

1.2 2.5d
(1 0.65) = 0.65 + 1.2 2.5 ì 0.45 (1 0.65) = 0.653
6d 2.5d
6 ì 0.45 2.5 ì 0.45
Xỏc nh Qg1

Tổng sức kháng danh định dọc trục của cọc đơn trong đất sét:
Qs = Qs1 + Qs3 = 0 + 224460 = 224460 N
Vậy: Q1 = nxQsx =32 x 224460 x 0.653 = 4690316.2 N = 4690.32 KN
= 0.65 +

Xỏc nh Qg2

Hỡnh 8. Quy i kớch thc nhúm cc
Tính với lớp đất 1 và lớp đất 3. Sức kháng đỡ của phá hoại khối đợc xác theo công
thức:
Q2 = ( 2 X + 2Y ) ZSu + XYN cSu
Trong đó:
X : Chiều rộng của nhóm cọc
Y : Chiều dài của nhóm cọc
Z : Chiều sâu của nhóm cọc
NC : Hệ số phụ thuộc tỷ số Z/X

SV: inh Th Bớch

19

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai

Su : Cờng độ chịu cắt không thoát nớc dọc theo chiều sâu cọc (MPa).
Su : Cờng độ chịu cắt không thoát nớc ở đáy móng (MPa).

Ta có: X = 3x1200 + 450 = 4050mm
Y = 7x1200 + 450 = 8850mm
Do mũi cọc đặt tại lớp đất 4, nên Q2 = ( 2 X + 2 Y ) ZSu
Lớp 3:
Z = -11.2 (-15.5) = 4.3 m
Vì lớp 3 có chiều dày 4.3 m nên Su = Su = 30.8KN / m 2 = 0.0308MPa
=> Q2lop 3 = (2x4050+2x8850)x4300x0.0308 = 3416952 N = 3416.952 KN
Do vậy:
Q 2 = 3416.952 KN
Sức kháng trụ tơng đơng:
Do đó: Qg1 = min{Q1; Q2} = min{4690.32 ; 3416.952} = 3416.952 KN
Với: g1 = 0.65
5.2.1. Với đất rời
Qg3 = xTổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn
Trong đó: : Hệ số hữu hiệu lấy =1
Sức kháng thân cọc của cọc đơn ở lớp 2 là:
Qs2 = 166788 N
Sức kháng thân cọc của cọc đơn ở lớp 2 là:
Qs4 = 793620 N
Vậy: Tổng sức kháng thân cọc của nhóm cọc trong đất cát:
Qs = nxQg 3 = 32 x(166788 + 793620) = 30733056 N = 30733.06 KN
Mũi cọc đặt tại cao độ -27.5m của lớp 4, sức kháng mũi cọc của nhóm cọc:

Q p = nxQ p = 32 x5.964 x 202500 = 38646720 N = 38646.72 KN
Do đó: Qg3 = 30733.06 + 38646.72 = 69379.78 KN
Với: g 3 = Hệ số sức kháng của cọc đơn, g3 = 0.36
Vậy sức kháng dọc trục của nhóm cọc:
QR = 0.65x3416.952+ 0.36x69379.78 = 27197.74 KN >VC = 11998.04 KN => Đạt
6. Kim toỏn múng theo TTGHSD
6.1. Xác định độ lún ổn định

Do lớp đất 1, 2, 3 là các lớp đất yếu, lớp đất 3 là lớp đất tốt nên độ lún ổn định
của kết cấu móng đợc xác định theo móng tơng đơng, theo sơ đồ nh hình vẽ:

SV: inh Th Bớch

20

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai

Ta có: Db = 12000mm. Móng tơng đơng nằm trong lớp đất 4 và cách đỉnh lớp
một khoảng 2/3Db = 8000mm.
Với lớp đất rời ta có công thức xác định độ lún của móng nh sau:
30q.I. B
N corr
N
D'
I = 1 0.125 0.5 và q = o
B
S

Sử dụng kết quả SPT: =
Trong đó:
Với:

: Độ lún của nhóm cọc (mm).

q : ép lực tĩnh tác dụng tại 2Db/3 cho tại móng tơng đơng, áp lực này bằng
với tải trọng tác dụng tại đỉnh của nhóm cọc đợc chia bởi diện tích móng tơng đơng
và không bao gồm trọng lợng của các cọc hoặc của đất giữa các cọc.
N0 : Tải trọng thẳng đứng tại đáy bệ ở TTGHSD, N0 = 11998.04 KN
S : Diện tích móng tơng đơng.
B : Chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc (mm), B = 4050 mm.
Db : Độ sâu chôn cọc trong lớp đất chịu lực.
D : Độ sâu hữu hiệu lấy bằng 2Db/3 (mm), D = (2x12000)/3 = 8000 mm.
Ncorr: Giá trị trung bình đại diện đã hiệu chỉnh cho số đếm SPT của tầng phủ
trên độ sâu B phía dới đế móng tơng đơng (Búa/300mm).
I : Hệ số ảnh hởng của chiều sâu chôn hữu hiệu của nhóm.
Ta có: I = 1 0.125

D'
8000
= 1 0.125 x
= 0.753 > 0.5
B
4050

Tính q:
Kích thớc của móng tơng đơng :
+ Chiều rộng móng tơng đơng chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo
chiều ngang cầu + đờng kính cọc:
Btđ = 3x1.2 + 0.45 = 4.05 m
SV: inh Th Bớch

21

66DLCD34



ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai

+ Chiều dài móng tơng đơng chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo
chiều dọc cầu + đờng kính cọc:
Ltđ = 7x1.2 + 0.45 = 8.85 m
Diện tích móng tơng đơng là S = Btđ x Ltđ = 4.05x8.85 = 35.8425 m2
Do đó: q = 11998.04/35.8425 KN/m2 = 334.74 N/mm2


Tính Ncorr:


1.92
N corr = 0.77 log ' N
v

10
Trong đó:
Ncorr: Số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ.
'v : ng suất thẳng đứng có hiệu (N/mm2). v ' = 0.295 N/mm2
N : Số đếm SPT trong khoảng tính lún. N đợc lấy bằng giá trị trung bình của
số đếm SPT của lớp đất đợc giới hạn từ đáy móng tơng đơng tới độ sâu một khoảng
B = 4.05m.
Ta có:
Cao độ đỉnh lớp tính lún là: - 15.5 D = -15.5 8.0 = - 23.5m.
Cao độ đáy lớp tính lún là: - 27.5 - B = -28.0 - 4.05 = -31.55 (m)

Nội suy ta đợc N = 20.8 (Búa/300mm)
N corr = 13.03 (Búa/300mm)
30q.I . B 30 x0.335 x0.753 x 4050
=> =
=
= 36.96 mm
N corr

13.03

Vậy độ lún của nhóm cọc là: 36.96 mm = 3.696 cm

SV: inh Th Bớch

22

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai

7. Cng ct thộp cho cc v b cc
7.1. Tớnh v b trớ ct thộp dc cho cc
Tng chiu di cc dựng tớnh toỏn v b trớ ct thộp l chiu di ỳc cc :
L = 24 (m). c chia thnh 3 t, mi t cú chiu di L d = 8 m. Ta i tớnh toỏn
v b trớ cho tng t cc.
7.1.1. Tính mô men theo sơ đồ cẩu cọc và treo cọc
Mô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép

Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2))
Trong đó:
Mmax(1): Mômen trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
Mmax(2): Mômen trong cọc theo sơ đồ treo cọc
7.1.1.1. Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld = 8 m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
Trọng lợng bản thân cọc đợc xem nh tải trọng phân bố đều trên cả chiều dài đoạn
cọc
q1 = bt.A = 24,5*0,452 = 4,96 (KN/m2)
Dới tác dụng của trọng lợng bản thân ta có biểu đồ mô men nh sau :

0.207L

0.586L

0.207L

M1

M1

M2

Chọn điểm móc cẩu sao cho M1 = M2 => a = 0.207L = 0.207x8 = 1.66m
qa 2 4.96 x1.662
= 6.83KN.m
M1 =
=
2
2


Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là : Mmax(1) = 6.83 KN.m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc
Dới tác dụng của trọng lợng bản thân ta có biểu đồ mô men nh sau :

SV: inh Th Bớch

23

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng

GVHD: H Th Thanh Mai

0.294L
0.706L

M3

M4

Chọn điểm móc cẩu sao cho M3 = M4 => b = 0.294xL = 0.294x8 = 2.352m
qb 2 4.96 x 2.3522
= 13.72kN.m
M3 =
=
2
2


Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là :
Mmax(2) = 13.72 KN.m
Vậy mô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép là :
Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2) ) = max(6.83; 13.72) = 13.72 KN.m
7.1.2. Tính và bố trí cốt thép dọc cho cọc

450

50 2@175=350 50

Ta chọn cốt thép dọc chủ chịu lực là thép ASTM A615M
Gồm 8 22 có fy = 420 MPa đợc bố trí trên mặt cắt ngang của cọc nh hình vẽ :

50 2@175=350 50
450

Ta đi tính duyệt lại mặt cắt bất lợi nhất trong trờng hợp bất lợi nhất là mặt cắt
có mô men lớn nhất trong trờng hợp treo cọc:
+) Cọc có chiều dài Ld= 8 m thì Mtt = 13.72 KN.m
Kiểm tra bê tông có bị nứt hay không trong quá trình cẩu và treo cọc
SV: inh Th Bớch

24

66DLCD34


ỏn mụn hc Nn v Múng


GVHD: H Th Thanh Mai

Ta có :
Cờng độ chịu kéo khi uốn của bê tông là :

fr = 0.63 ì f ' c = 0.63 ì 28 = 3.334( MPa )
0.8.fr = 0.8*3.334 = 2.667 (MPa)
ng suất kéo tại thớ ngoài cùng của mặt cắt nguyên :
+) Cọc có chiều dài Ld= 8 m:
6
M
f ct = tt x d = 6M3 tt = 6 x13.723x10 = 0.903 (MPa)
Ig 2 d
450
Vậy: fct < 0.8fr Cọc không bị nứt khi cẩu và treo cọc
Tính duyệt khả năng chịu lực
Nhận xét : Do cốt thép đợc bố trí đối xứng,mặt khác ta đã biết bê tông có cờng độ
chịu kéo nhỏ hơn nhiều so với cờng độ chịu nén vì vậy trục trung hòa lệch về phía
trên trục đối xứng.
'
+ Giả thiết tất cả các cốt thép đều chảy dẻo fs = fs = fy

Phơng trình cân bằng nội lực theo phơng trục dầm :
A s1 fy + A s2 fy = 0.85a.d.fc' + A 's fy
Trong đó :
As1và As2 : Diện tích cốt thép chịu kéo (mm2)
A 's : Diện tích cốt thép chịu nén (mm2)
A s1 = A 's = 3x387 = 1161 (mm 2 )
A s2 = 2x387 = 774 ( mm 2 )
fc' : Cờng độ chịu nén của bê tông (Mpa), fc' = 28 (Mpa)

fy : Cờng độ chảy của côt thép, fy = 420 (Mpa)
a : Chiều cao vùng nén tơng đơng
d : Đờng kính cọc, d = 450 (mm)
E : Mô đun đàn hồi của cốt thép, E = 2x10 5 ( Mpa )
Chiều cao vùng nén tơng đơng đợc xác định theo công thức :
a=

A s1 fy + A s 2 fy A 's fy
0.85.d.fc'

=

(1161 + 774 1161)x 420
= 30.35mm
0.85x 450 x28

Do fc =28 MPa 1 = 0,85
Vị trí của trục trung hòa đợc xác định :

c=

a 30.35
=
= 35.71mm
0.85

+ Kiểm tra sự chảy dẻo của cốt thép chịu kéo và chịu nén theo điều kiện :
SV: inh Th Bớch

25


66DLCD34