ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN, PIII - NỀN MÓNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.05 MB, 32 trang )
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
PHẦN III : NỀN MÓNG
(15%)
GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN : PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
: TRẦN VĂN TOÀN
LỚP
: 2011 XN
NHIỆM VỤ:
ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG MÓNG
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG
THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI
THIẾT KẾ MÓNG M1 (CHÂN CỘT C1) VÀ MÓNG M2 (CHÂN VÁCH V1)
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 88 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
CHƢƠNG 10: ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH
10.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
- Công trình "Tổ hợp ga tàu điện ngầm Đống Đa" nằm trong dự án xây dựng
tuyến Nhổn - Ga Hà Nội. Nằm dọc trên đường Cát Linh, quận Đống Đa, HN.
- Một bên là dân cư phường Cát Linh gồm các nhà cao từ 2- 5 tầng, một bên là giáp
vườn hoa, bãi đỗ xe và viện kỹ thuật xây dựng.
- Công trình ga tàu điện ngầm Đống Đa được xây dựng tại: phố Cát Linh, phường
Cát Linh - quận Đống Đa - TP Hà Nội được xây dựng kiên cố bao gồm 5 tầng hầm:
+ Chiều dài công trình : 180m
+ Chiều rộng công trình : 20m
+ Chiều sâu công trình : -23m (tính đến bản đáy công trình ).
+ Tầng hầm 1: nằm ở cao độ -5.4m là không gian của trung tâm thương mại,
khách hàng có thể mua hàng trực tiếp tại đây.
+ Tầng hầm 2 và 3: lần lượt nằm ở cao độ -8.4m và -11.4m là bãi đỗ xe ngầm,
mỗi tầng có sức chứa 100 ô tô.
+ Tầng hầm 4: nằm ở cao độ -15m là khu vực sảnh ga bao gồm khu bán vé, khu
kĩ thuật (phòng điều hành, hệ thống điện nước, thông gió..) và các quầy dịch vụ,
nơi chuyển hướng của hành khách.
+ Tầng hầm 5: là khu vực sân ke ga nằm tại cao độ -20.4m . Sân ke ga là không
gian để hành khách tiếp cận trực tiếp với đoàn tàu. Chiều dài sân ke ga 160m.
- Do công trình chủ yếu nằm dưới mặt đất, ở độ sâu rất lớn, vì vậy đòi hỏi móng và
nền phải có khả năng chịu lực tốt, đồng thời phải đảm bảo cho độ lún và nghiêng của
công trình được khống chế trong phạm vi cho phép. Điều đó đã đặt ra cho công tác
thiết kế và thi công móng những yêu cầu rất cao và khá nghiêm khắc.
- Thiết kế móng phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây:
+ Áp lực thêm ở đáy móng không được vượt quá khả năng chịu lực của nền đất
hoặc khả năng chịu lực của cọc.
+ Tổng lượng lún và chênh lệch lún của móng cũng như độ nghiêng của công
trình phải nhỏ hơn trị số cho phép theo TCVN 10304-2014 đối với công trình
khung BTCT:
Độ lún tuyệt đối
: S [Sgh ] = 10 (cm)
Độ lún lệch tương đối
: S/L [S/L] = 0.002
+ Đáp ứng các yêu cầu chống thấm đối với các phần ngầm của công trình.
+ Việc thi công móng phải tránh hoặc tìm biện pháp để giảm ảnh hưởng tới công
trình xây dựng lân cận, dự báo tác hại đến môi trường, cách phòng chống.
10.2. ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN
Đã được nêu trong phần Kết cấu
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 89 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
10.3. ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT XÂY DỰNG CỦA CÁC LỚP ĐẤT
- Để lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng, chọn giải pháp nền móng
và độ sâu chôn móng cần phải đánh giá tính chất xây dựng của các lớp đất
- Dựa vào các chỉ tiêu cơ lý đã tính toán
10.3.1. Lớp đất 1
Lớp đất lấp có chiều dày 2m. Đây là lớp đất có thành phần và trạng thái không ổn
định do vậy không phù hợp làm nền móng công trình
10.3.2. Lớp đất 2
- Lớp sét xám nâu, xám đen, lẫn hữu cơ dẻo mềm chiều dày 16.5m..
- Độ sệt: IL
W WP
44.1 26.5
0.99 0.75 I L 1.0
WL WP
44.3 26.5
Trạng thái dẻo mềm.
- Giá trị SPT: 2 < N30 = 3 < 4 Thuộc loại sét mềm
- Tỉ trọng hạt của đất:
h
26.5
2.65
n
10
- Lực dính đơn vị C = 25 (kN/m2)
- Góc ma sát trong = 6.320
- Mô đun tổng biến dạng 5000 (kN/m2) < E = 7000 (kN/m2) < 10000 (kN/m2)
- Cường độ quy ước
2
R = 40 (kN/m )
Đánh giá: Đây là lớp đất có tính chất xây dựng yếu, sức chịu tải rất nhỏ, không
nên sử dụng lớp đất này làm nền móng cho công trình.
10.3.3. Lớp đất 3
- Lớp cát nhỏ, xám ghi, chặt vừa chiều dày 12.5m..
- Hệ số rỗng tự nhiên: e = 0.807 > 0.75 Thuộc loại đất xốp.
- Giá trị SPT: 10 < N30 = 16 < 30 Trạng thái chặt vừa
- Tỉ trọng hạt của đất:
h
26.7
2.67
n
10
- Góc ma sát trong = 33.80
- Mô đun tổng biến dạng 10000 (kN/m2) < E = 17000 (kN/m2) < 50000 (kN/m2)
- Cường độ quy ước
2
R = 150 (kN/m )
Đánh giá: Về mặt xây dựng đây là lớp đất có sức chịu tải trung bình, tính biến
dạng thấp, có thể sử dụng lớp đất này làm nền móng công trình có quy mô tải trọng
không lớn.
10.3.4. Lớp đất 4
- Lớp sét xám nâu, xám đen, lẫn hữu cơ dẻo chảy chiều dày 2.6m.
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 90 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
- Độ sệt: IL
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
W WP
42 27
0.8 0.75 IL 1.0
WL WP
45.8 27
Trạng thái dẻo mềm.
- Giá trị SPT: 2 ≤ N30 = 4 ≤ 4 Thuộc loại sét mềm
- Tỉ trọng hạt của đất:
h
26.3
2.63
n
10
- Lực dính đơn vị C = 25 (kN/m2)
- Góc ma sát trong = 7.320
- Mô đun tổng biến dạng 5000 (kN/m2) < E = 7000 (kN/m2) < 10000 (kN/m2)
- Cường độ quy ước
2
R = 40 (kN/m )
Đánh giá: Giống như lớp đất số 2, đây là lớp đất có tính chất xây dựng yếu, sức
chịu tải rất nhỏ, không nên sử dụng lớp đất này làm nền móng cho công trình.
10.3.5. Lớp đất 5
- Lớp cát nhỏ, xám ghi, ghi vàng, chặt vừa chiều dày 3.8m.
Đánh giá: Giống như lớp đất số 3, đây là lớp đất có sức chịu tải trung bình, tính
biến dạng thấp, có thể sử dụng lớp đất này làm nền móng công trình có quy mô tải
trọng không lớn. Nhưng độ sâu khá lớn nên không thích hợp sử dụng làm nền móng
công trình
10.3.6. Lớp đất 6
- Lớp sét pha, xám nâu, xám ghi, dẻo mềm chiều dày 1.8m.
- Độ sệt: IL
W WP
33.8 23.1
0.69 0.5 I L 0.75
WL WP
38.5 23.1
Trạng thái dẻo mềm.
- Giá trị SPT: 4 < N30 = 6 < 8 Thuộc loại sét mềm
- Tỉ trọng hạt của đất:
h
26.9
2.69
n
10
- Lực dính đơn vị C = 35 (kN/m2)
- Góc ma sát trong = 7.430
- Mô đun tổng biến dạng 5000 (kN/m2) < E = 7000 (kN/m2) < 10000 (kN/m2)
- Cường độ quy ước
2
R = 100 (kN/m )
Đánh giá: Đây là lớp đất có tính chất xây dựng yếu, sức chịu tải nhỏ, chỉ phù
hợp gia cố nền để làm nền móng công trình quy mô nhỏ. Tuy nhiên lớp đất lại ở khá
sâu, chiều dày lại không lớn nên không được sử dụng.
10.3.7. Lớp đất 7
- Lớp cát nhỏ, xám ghi, chặt vừa chiều dày 2.2m.
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 91 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
- Hệ số rỗng tự nhiên: 0.6 < e = 0. 7 < 0.75
- Giá trị SPT: 10 < N30 = 18 < 30 Trạng thái chặt vừa
- Tỉ trọng hạt của đất:
h
26.6
2.66
n
10
- Góc ma sát trong = 34.70
- Mô đun tổng biến dạng 10000 (kN/m2) < E = 17000 (kN/m2) < 50000 (kN/m2)
- Cường độ quy ước
2
R = 150 (kN/m )
Đánh giá: Về mặt xây dựng đây là lớp đất có sức chịu tải trung bình, tính biến
dạng thấp, có thể sử dụng lớp đất này làm nền móng công trình có quy mô tải trọng
không lớn. Tuy nhiên lớp đất lại ở khá sâu, chiều dày lại không lớn nên không được
sử dụng.
10.3.8. Lớp đất 8
- Lớp sét pha, xám nâu, xám đen, lẫn hữu cơ, dẻo mềm chiều dày 4.6m.
- Độ sệt: IL
W WP
38 23.4
0.93 0.75 < IL 1
WL WP
39.1 23.4
Trạng thái dẻo mềm.
- Giá trị SPT: N30 = 4 Thuộc loại sét mềm
- Tỉ trọng hạt của đất:
h
26.4
2.64
n
10
- Lực dính đơn vị C = 25 (kN/m2)
- Góc ma sát trong = 80
- Mô đun tổng biến dạng 5000 (kN/m2) < E = 7000 (kN/m2) < 10000 (kN/m2)
- Cường độ quy ước
2
R = 70 (kN/m )
Đánh giá: Đây là lớp đất có tính chất xây dựng yếu, sức chịu tải rất nhỏ, lại ở
độ sâu lớn nên không được sử dụng làm nền móng cho công trình.
10.3.9. Lớp đất 9
- Lớp Cuội sỏi, rất chặt chiều dày không giới hạn.
Đánh giá: Về mặt xây dựng đây là lớp đất có sức chịu tải lớn đến rất lớn, được
sử dụng làm nền móng cho các công trình có quy mô, tải trọng lớn. Là lớp được lựa
chọn để đặt mũi cọc khoan nhồi hoặc cọc, tường baret.
Kết luận: Căn cứ vào quy mô công trình đã thiết kế, ta thấy tính chất lớp đất số 3
có thể xây dựng được, chiều dày lớp lại khá lớn, độ sâu hợp lý nên sẽ được chọn đặt
nền móng công trình,. Còn lớp cuội sỏi số 9 sẽ được lựa chọn để đặt mũi cọc khoan
nhồi và chân tường vây.
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 92 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
CHƢƠNG 11: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG
MÓNG
11.1. TẢI TRỌNG DƢỚI CHÂN CỘT, VÁCH DO CÔNG TRÌNH TRUYỀN
XUỐNG
11.1.1. Tải trọng tính toán
- Tải trọng duới chân cột để tính móng được lấy từ bảng tổ hợp nội lực với cặp nội
lực nguy hiểm nhất.
- Tải trọng tính toán được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn
thứ nhất.
Hình 11.1: Tên các điểm phản lực gối tựa (point) tương ứng với vị trí chân cột vách
- Ta sử dụng các cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán móng M1 cho chân cột
C1 và móng M2 cho chân vách V1
- Kết quả tính toán các cặp nội ta xuất ra từ bảng "Support Reactions" trong Etabs.
Ta có 2 cặp nội lực nguy hiểm nhất của chân cột và vách để tính toán như sau:
Bảng 11.1: Tải trọng tính toán ở chân cột, vách
Cột, Vách
Point
C1
V1
34
40+42
tt
Qox
tt
Qoy
N ott
tt
M ox
M oytt
(kN)
5.65
21.26
(kN)
38.19
478.03
(kN)
6100.71
10676.21
(kN.m)
67.05
32.97
(kN.m)
5.81
2321.55
11.1.2. Tải trọng tiêu chuẩn
- Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn
thứ hai.
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 93 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
- Tải trọng đã tính được là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các tải trọng tiêu
chuẩn phải làm bảng tổ hợp khác bằng cách nhập tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên
công trình. Tuy nhiên, để đơn giản quy phạm cho phép dùng hệ số vượt tải trung bình
n = 1.15. Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn nhận được bằng cách lấy tổ hợp các tải trọng
tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình.
Bảng 11.2: Tải trọng tiêu chuẩn ở chân cột, vách
Cột, Vách
C1
V1
tc
Qox
tc
Qoy
N otc
tc
M ox
M oytc
(kN)
4.91
18.49
(kN)
33.21
415.68
(kN)
5304.97
9283.66
(kN.m)
58.3
28.67
(kN.m)
5.05
2018.74
11.2. TẢI TRỌNG DO BẢN ĐÁY TẦNG HẦM DÀY 1(M) TRUYỀN VÀO
D
C
C
B
B
a
a
19
20
21
2
3
4
V1
C1
Hình 11.2: Diện truyền tải của bán đáy vào cột C1 và vách V1
11.2.1. Tải trọng tính toán
- Tải trọng tính toán của bản đáy tầng hầm truyền vào móng cột C1:
N Btt (n1 bt h b n 2 p tc ) l1 l2
(1.1 25 1 1.2 24.5) 6.5 8 2958.8 (kN)
- Tải trọng tính toán của bản đáy tầng hầm truyền vào móng vách V1:
N Btt (n1 bt h b n 2 p tc ) l1 l2
(1.1 25 1 1.2 24.5) 7.113 5251.8 (kN)
11.2.2. Tải trọng tiêu chuẩn
- Tải trọng tiêu chuẩn của bản đáy tầng hầm truyền vào móng cột C1:
N Btc ( bt h b p tc ) l1 l2
(25 1 24.5) 6.5 8 2574 (kN)
- Tải trọng tiêu chuẩn của bản đáy tầng hầm truyền vào móng vách V1:
N Btc ( bt h b p tc ) l1 l2
(25 1 24.5) 7.113 4568.8 (kN)
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 94 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
11.3. TẢI TRỌNG DO GIẲNG MÓNG TRUYỀN VÀO
- Chọn kích thước giằng móng: bh = 50150 (cm) cho toàn bộ các giằng.
11.3.1. Tải trọng tính toán
- Tải trọng tính toán của giằng móng truyền vào móng cột C1:
NGtt n1 ( bt b h) (6.5 8)
1.1 (25 0.5 1.5) (6.5 8) 299.1 (kN)
- Tải trọng tính toán của giằng móng truyền vào móng vách V1:
NGtt n1 ( bt b h) (7.1 13)
1.1 (25 0.5 1.5) (7.1 13) 414.6(kN)
- Mô men do giằng truyền vào đài có hướng ngược với mô men do cột truyền
xuống, vì vậy thiên về an toàn có thể bỏ qua M Gtt
11.3.2. Tải trọng tiêu chuẩn
- Tải trọng tiêu chuẩn của giằng móng truyền vào móng cột C1:
NGtc bt b h (6.5 8)
25 0.5 1.5 (6.5 8) 271.8 (kN)
- Tải trọng tiêu chuẩn của giằng móng truyền vào móng vách V1:
NGtc bt b h (7.1 13)
25 0.5 1.5 (7.1 13) 376.9 (kN)
- Mô men do giằng truyền vào đài có hướng ngược với mô men do cột truyền
xuống, vì vậy thiên về an toàn có thể bỏ qua M Gtc
11.4. TỔNG TẢI TRỌNG TẠI CHÂN CỘT, VÁCH
Bảng 11.3: Tổng tải trọng tính toán ở chân cột, vách
Cột, Vách
tt
Qox
tt
Qoy
N ott
tt
M ox
M oytt
(kN)
(kN)
(kN.m)
9359
67.05
(kN.m)
5.81
20103
32.97
2321.55
C1
5.65
(kN)
38.19
V1
21.26
478.03
Bảng 11.4: Tổng tải trọng tiêu chuẩn ở chân cột, vách
tc
Qox
tc
Qoy
N otc
tc
M ox
M oytc
(kN)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN.m)
C1
4.91
33.21
8151
58.3
5.05
V1
18.49
415.68
14230
28.67
2018.74
Cột, Vách
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 95 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
CHƢƠNG 12: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG
12.1. LOẠI NỀN MÓNG
- Với các đặc điểm địa chất công trình như đã giới thiệu, các lớp đất ở phía trên là
đất sét yếu xen kẽ là các lớp cát trung bình, không ổn định nên khó có thể đặt nền
móng của công trình lên được. Chỉ có lớp cuối cùng là lớp cuội sỏi, rất chặt chiều dày
không giới hạn tại đáy hố khoan là có khả năng đặt được móng chịu tải trọng lớn.
- Với quy mô và tải trọng của công trình như đã nêu ở các phần trên, giải pháp
móng sâu (móng cọc) là hợp lý hơn cả.
12.1.1. Cọc ép
- Cọc ép trước có ưu điểm là giá thành rẻ, thích hợp với điều kiện xây chen, không
gây chấn động đến các công trình xung quanh. Dễ kiểm tra, chất lượng của từng đoạn
cọc được thử dưới lực ép.
- Nhược điểm của cọc ép trước là kích thước và sức chịu tải của cọc hạn chế.
12.1.2. Cọc nhồi
- Nếu dùng móng cọc khoan nhồi, có thể đặt cọc lên lớp đất tốt nằm ở độ sâu lớn
cho hệ số an toàn cao. Ưu điểm của cọc khoan nhồi là có thể đạt đến chiều sâu hàng
trăm mét, do đó phát huy được triệt để đường kính cọc và chiều dài cọc. Chịu tải trọng
lớn. Có khả năng xuyên qua các lớp đất cứng. Đường kính cọc lớn làm tăng độ cứng
ngang của công trình. Cọc nhồi khắc phục được các nhược điểm như tiếng ồn, chấn
động ảnh hưởng đến công trình xung quanh.
- Nhược điểm: giá thành cao, công nghệ thi công phức tạp, kiểm tra chất lượng bê
tông cọc gặp nhiều khó khăn.
12.1.3. Cọc baret
- Khi thi công cọc cũng như sử dụng cọc đảm bảo an toàn cho các công trình hiện
có chung quanh. Loại cọc đặt sâu không gây lún ảnh hưởng đáng kể cho các công trình
lân cận.
- Đầu cọc có thể chọn ở độ cao tuỳ ý cho phù hợp với kết cấu công trình và quy
hoạch kiến trúc mặt bằng.
- Rất dễ dàng làm tầng hầm cho nhà cao tầng.
12.1.4. Kết luận
- Lựa chọn hệ tường vây bằng cọc baret làm kết cấu bao che công trình.
- Lựa chọn cọc khoan nhồi cho kết cấu móng công trình.
12.2. GIẢI PHÁP MẶT BẰNG MÓNG
- Dựa vào đặc điểm của từng loại cọc móng, nội lực tại chân cột, ta đưa ra giải pháp
mặt bằng móng như sau: .
+ Dưới chân cột, vách: sử dụng giải pháp móng cọc nhồi.
+ Giằng móng: Sơ bộ chọn tiết diện giằng móng là 0.5×1.5 (m) và 0.6×1.5 (m)
- Các móng được liên kết bởi các giằng móng nhằm giảm ảnh hưởng bất lợi do lún
lệch giữa các móng, liên kết các móng lại làm tăng độ cứng tổng thể cho móng.
- Các giằng móng được coi là liên kết ngàm với móng và chịu tác động tải trọng:
do lún lệch giữa các móng, trọng bản thân, tải từ trên bản đáy truyền xuống.
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 96 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
CHƢƠNG 13: THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI
13.1. CHỌN VẬT LIỆU LÀM CỌC, TIẾT DIỆN CỌC, CHIỀU DÀI CỌC
- Bêtông cấp độ bền chịu nén B25 có R b 14.5 (MPa) 14.5 103 (kN / m2 )
- Cốt thép dọc chịu lực nhóm AIII có R s R sc 365 (MPa) 365 103 (kN / m2 )
- Cốt thép đai nhóm AI có R s R sc 175 (MPa) 175 103 (kN / m2 )
- Đường kính cọc chọn D 1.0 (m) mũi cọc cắm vào lớp đất thứ 9 và ngàm sâu
vào trong lớp này một đoạn là 4.0 (m).
- Diện tích tiết diện cọc:
d 2
3.14 12
A
0.785 (m 2 )
4
4
- Cốt thép trong cọc nhồi đựơc bố trí trên suốt chiều dài cọc với hàm lượng xác
định theo tính toán. Theo TCVN 9636-2012, hàm lượng thép dọc trong cọc khoan nhồi
không nên nhỏ hơn 0.4-0.65% . Chọn cốt thép dọc trong cọc khoan nhồi là 2020
có As = 62.83 (cm2), hàm lượng = 0.8%.
- Cốt thép đai dạng xoắn đ ≥ D/100 = 8 (mm) Chọn 10a150. Do chiều dài lồng
thép lớn > 4 (m), để tăng cường độ cứng tính toàn khối, ta bổ sung thép đai vòng tròn
gia cường 18 khoảng cách 2.5 (m). Đồng thời cốt đai này được sử dụng để gắn các
con kê bê tông tạo lớp bảo vệ cốt thép. Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép dọc không nhỏ
hơn 50 (mm).
- Sơ bộ chọn kích thước đài móng là h d 2 (m) , đáy đài được đặt ở độ sâu -25
(m) so với cos 0.000.
+ Phần đầu cọc đập vỡ 1m bê tông cho chòi râu thép một đoạn 0.8 (m) và ngàm
vào đài. Phần cọc ngàm vào đài 0.2 (m).
+ Đài móng được đặt trên lớp bê tông lót Mác 100 dày 0.1 (m) để tạo độ phẳng
và tránh mất nước xi măng, rộng hơn đài móng về mỗi phía 0.1 (m).
13.2. TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI
13.2.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
- Theo TCVN 10304-2014: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế:
PVL = φ ( cb 'cb R b Ab +R s As )
- Theo tiêu chuẩn, đối với mọi loại cọc, khi tính toán theo cường độ vật liệu cho
phép xem cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện cách đáy đài một
khoảng là l1 .
l1 = l0 +
2
2
0
3.55 (m)
αε
0.563
Trong đó:
+ l 0 là chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao tới cao độ san nền, l0 0 (m)
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 97 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
+ α ε là hệ số biến dạng, αε =
5
k bp
γc E J
5
50000 2
0.563
1.2 30 106 0.049
+ k là hệ số tỷ lệ, k = 50000 vì mũi cọc nằm trong lớp cuội sỏi.
+ b p là chiều rộng quy ước của cọc, vì cọc có đường kính 1.0 (m) nên:
bp = D+1 = 1+1 = 2 (m)
+ γc 1.2 đối với cọc tiết diện đặc
+ Eb là mô đun đàn hồi của bê tông lấy theo tiêu chuẩn thiết kế. Bê tông B25 có
Eb = 30×106 (kN/m2)
+J là mô men quán tính của tiết diện cọc. Với tiết diện tròn:
Jx Jy
D4
3.14 14
0.049 (m 4 )
64
64
- Chiều dài tính toán của cọc: ltt = μ l1 = 0.7 3.55 = 2.485 (m)
r
- Độ mảnh: =
J
A
0.049
0.25
0.785
ltt
2.485
9.94 28 =1
r
0.25
- Rb: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông làm cọc khoan nhồi: B25
R b 14.5 (MPa) 14500 (kN / m2 )
- Rs : Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép cọc, với cốt thép nhóm AII:
R s 365 (MPa) 365000 (kN / m2 )
- Ab : Diện tích tiết diện bê tông:
Ab A As 0.785 0.006283 0.7787 (m2 )
- As: Diện tích tiết diện cốt thép dọc: As 0.006283 (m2 )
- cb: Hệ số điều kiện làm việc, đối với cọc khoan nhồi, bê tông được đổ qua ống
dịch chuyển thẳng đứng, không gian hố đào chật hẹp thì cb = 0.85
- 'cb: Hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc, ở
đây thi công cọc ta dùng ống vách và đổ bê tông dưới dung dịch sét nên 'cb = 0.7
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
PVL = φ ( cb 'cb R b A b +R s As )
= 1 (0.85 0.7 14500 0.7787+365000 0.006283) = 9011.5 (kN)
13.2.2. Sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu cơ lý đất, đá
- Theo TCVN 10304-2014: Móng cọc- Tiêu chuẩn thiết kế:
R c,u c ( cq q b Ab u cf fi li )
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 98 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
Trong đó:
- c là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, c 1
- q b = 0.75 4 (1 '1 D 2 3 1 h) là cường độ sức kháng của đất dưới
mũi cọc
- u là chu vi tiết diện ngang của cọc: u = 3.14 (m)
- f i là cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc
- A b là diện tích cọc tựa trên đất: Ab 0.785 (m2 )
- li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i
- cq = 0.9 là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc cho trường hợp dùng
phương pháp đổ bê tông dưới nước
- cf = 0.6 là hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc trường hợp dùng phương
pháp đổ bê tông dưới nước
- Cường độ sức kháng fi đối với cát chặt lấy tăng 30%
- i là các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị số góc ma sát trong tính toán
i của nền đất.
- Mũi cọc hạ vào lớp cuội sỏi = 39 tra Bảng 6 "TCVN 10304-2014", nhân với
hệ số triết giảm 0.9
1 = 163×0.9 = 146.7 ; 2 = 260×0.9 = 234.0
3 = 0.77×0.9 = 0.69 ; 4 = 0.22×0.9 = 0.2
- ’1 trọng lượng riêng hiệu dụng của lớp đất dưới mũi cọc ’1 = đn9 = 11 (kN/m3)
- 1 trọng lượng riêng hiệu dụng trung bình các lớp đất cọc đi qua
1 =
6 9.24 2.6 7.52 3.8 9.19 1.8 8.35 9.76 2.2 4.6 7.9 4 11
= 9.1
25
- h = 50 (m) là chiều sâu hạ cọc kể từ mặt đất tự nhiên.
q b 0.75 4 (1 '1 D 2 3 1 h)
0.75 0.2 (146.7 111 234 0.69 50 9.1) = 11262 (kPa)
- Chia nền thành các lớp đất đồng nhất, chiều dày mỗi lớp được chia li 2 (m)
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 99 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
±0.00
1
§ÊT LÊP
2
SÐT
-23.00
3
C¸T NHá
4
SÐT
5
C¸T NHá
6
SÐT PHA
7
C¸T NHá
8
SÐT PHA
9
CUéI SáI
-25.00
-50.00
Hình 13.1: Sơ đồ xác định sức kháng trung bình của các lớp đất trên thân cọc
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 100 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
Bảng 13.1: Bảng tra và tính toán ma sát đất ở xung quanh thân cọc
Loại đất
STT Chiều dày độ sâu
fsi
cf×fsi×li
lớp
li (m)
zi (m) (kPa) (kN/m)
Trạng thái
3. Cát nhỏ
4. Sét
-
IL = 0.8
5. Cát nhỏ
IL = 0.69
7. Cát nhỏ
-
IL = 0.93
9. Cuội sỏi
2
26
62
74.4
2
2
28
64
76.8
3
2
30
66
79.2
3
1.3
31.65
9
7.02
4
1.3
32.95
9
7.02
5
2
34.6
69.7
83.64
6
1.8
36.5
70
75.6
7
1.8
38.3
13.9
15.01
8
1.1
39.75
70
46.2
9
1.1
40.85
70
46.2
10
2
42.4
8
9.6
11
2
44.4
8
9.6
12
0.6
45.7
8
2.88
13
2
47
100
120
14
2
49
100
120
-
6. Sét pha
8. Sét pha
1
Tổng cộng :
cf
fsi li (kN/m)
783.48
R c,u c ( cq q b A b u cf f i li )
= 1 (0.9 11262 0.785 3.14 783.48) = 10416.73 (kN)
Trị tính toán sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu cơ lý đất, đá:
R1 =
R c,u
10416.73
=
= 7441 (kN)
k
1.4
- k = 1.4 là hệ số tin cậy theo đất, lấy trong TCVN 10304-2014 đối với đáy đài
nằm trên lớp đất tốt.
13.2.3. Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT
Tính toán sức chịu tải cực hạn của cọc (Rc,u) theo công thức của Viện kiến trúc
Nhật Bản (1988) "Phụ lục G.3.2 TCVN 10304-2014"
Rc,u = Rb + Rs = q b Ab u f c,i . lc,i fs,i ls,i
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 101 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
Trong đó:
- q b là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, đối với mũi cọc nằm trong đất rời
thì: qb 150 NP 150 50 7500 (kPa)
- A b là diện tích tiết diện ngang cọc: Ab 0.785 (m2 )
- u là chu vi tiết diện ngang cọc: u = 3.14 (m)
- lsi (m) : Chiều dày các lớp đất rời cọc xuyên qua
- lci (m): Chiều dày các lớp đất dính cọc xuyên qua
- f c,i và f s.i lần lượt là cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính và
10 Ns,i
rời thứ i: fs.i
; fc,i p f L Cu,i
3
- fL hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d, Đối với cọc khoan nhồi: fL = 1
- p hệ số điều chỉnh, phụ thuộc vào Cui/'v
1bt 1 h1 17 2 34 (kN / m2 )
bt2a 1bt 2 h 2a 34 17 15 289 (kN / m2 )
bt
bt2b 2a
dn 2 h 2b 289 7.35 1.5 300.025 (kN / m2 )
3bt bt2b dn3 .h 3 300.025 9.24 12.5 415.525 (kN / m2 )
bt4 3bt dn 4 h 4 415.525 7.52 2.6 435.077 (kN / m2 )
5bt bt4 dn5 h 5 435.077 9.19 3.8 470 (kN / m2 )
6bt 5bt dn6 h 6 470 8.35 1.8 485 (kN / m2 )
7bt 6bt dn7 h 7 485 9.76 2.2 506.5 (kN / m2 )
8bt 7bt dn8 h8 506.5 7.9 4.6 542.84 (kN / m2 )
9bt 8bt dn9 h 9 542.84 11 4 586.84 (kN / m 2 )
- 'v ứng suất bản thân hiệu quả trung bình của đất
+ Phạm vi lớp đất thứ 4 có ứng suất trung bình bằng ứng suất bản thân tại độ
sâu 33.6 (m):
bt bt4 415.525 435.077
'v4 3
425.3 (kPa)
2
2
+ Phạm vi lớp đất thứ 6 có ứng suất trung bình bằng ứng suất bản thân tại độ
sâu 39.2 (m):
5bt 6bt 470 485
'
v6
477.5 (kPa)
2
2
+ Phạm vi lớp đất thứ 8 có ứng suất trung bình bằng ứng suất bản thân tại độ
sâu 49.6 (m):
7bt 8bt 506.5 542.84
'
v8
524.67 (kPa)
2
2
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 102 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
Hình 13.2: Biểu đồ xác định hệ số αp
- Cu,i: lực dính không thoát nước: Cu,i = 6.25×N30
Bảng 13.2: Bảng tra và tính toán ma sát đất ở xung quanh thân cọc
STT
Tên lớp
3
Cát nhỏ
4
li
(m)
Cu ,i
N 30
(KPa)
p
fL
f c,i
f s,i
(KPa) (KPa)
fc,i . lc,i fs,i ls,i
(kN/m)
6
16
-
-
-
-
53.33
319.98
Sét
2.6
4
25
0.74
1
18.5
-
48.1
5
Cát nhỏ
3.8
16
-
-
-
-
53.33
202.65
6
Sét pha
1.8
6
37.5
0.52
1
19.5
-
35.1
7
Cát nhỏ
2.2
18
-
-
-
-
60
132
8
Sét pha
4.6
4
25
0.86
1
21.5
-
98.9
9
Cuội sỏi
4
50
-
-
-
-
166.7
666.68
Tổng cộng :
f
c,i
. lc,i fs,i ls,i (kN/m)
1503.4
R c,u = q b A b + u (f c,i lc,i f s,i ls,i )
= 7500 0.785 + 3.14 1503.4 = 10608.18 (kN)
Trị tính toán sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT:
R
10608.18
R 2 = c,u =
= 7577 (kN)
k
1.4
- k = 1.4 là hệ số tin cậy theo đất, lấy trong TCVN 10304-2014 đối với đáy đài
nằm trên lớp đất tốt.
13.2.4. Trị tính toán sức chịu tải của cọc
Sức chịu tải tính toán dự kiến của cọc: PC = min(PVL ; R1 ; R 2 ) = 7441 (kN)
Chọn PC = 7441 (kN) để đưa ra tính toán.
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 103 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
CHƢƠNG 14: THIẾT KẾ MÓNG CHO CỘT C1 VÀ VÁCH V1
14.1. THIẾT KẾ MÓNG M1 (CỘT C1)
14.1.1. Xác định số lƣợng cọc và bố trí cọc
- Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đáy đài do phản lực đầu cọc gây ra:
PC
7441
p tt =
=
= 827 (KPa)
2
(3 D)
(3 1) 2
- Diện tích sơ bộ đáy đài: Asb
Nott
p tt n TB h TB
Trong đó:
+ n là hệ số tin cậy của trọng lượng đài và đất trên đài: n = 1.1
+ TB là trọng lượng riêng của đài và đất trên đài, do đài và bản đáy đổ toàn khối
TB = BT = 25 (kN/m3)
+ hTB = 2m là chiều sâu đặt đáy đài kể từ cốt sàn tầng hầm.
9359
Asb =
= 12.1 (m2 )
827 1.1 25 2
- Tổng lực dọc tính toán sơ bộ tại đáy đài:
tt
Nsb
Nott n TB h TB Asb = 9359 + 1.1×25×2×12.1 = 10025 (kN)
tt
- Số lượng cọc sơ bộ là: n c Nsb m ; Với m = 1.1 kể đến độ lệch tâm
Pc
10025
1.1 = 1.5 (cọc)
7441
Chọn số lượng cọc là 2 cọc, sơ đồ mặt bằng cọc bố trí như hình vẽ:
nc =
20
x
y
B
Hình 14.1: Bố trí cọc trong đài
- Kích thước đài cọc là: bl = 1.74.4 (m)
- Khoảng cách giữa 2 tim cọc là 3.0 (m) 3D = 3 (m)
- Khoảng cách từ tim cọc biên ra mép đài: 0.7 (m) 0.7×D
Thỏa mãn các yêu cầu về bố trí cọc trong đài.
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 104 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
14.1.2. Xác định diện tích đài thực, kiểm tra lực truyền lên cọc, điều kiện kinh tế,
điều kiện chống nhổ
- Kích thước đài b×l = 1.7×4.4 (m) Fđ = 1.7×4.4 = 7.48 (m2)
- Trọng lượng tính toán thực của đài:
Nđtt = n×Fđ ×h đ ×γbt = 1.1×7.48×2×25 = 411.4 (kN)
- Lực dọc tính toán xác định đến đáy đài:
Ntt = N0tt Nđtt = 9539+411.4 = 9950.4 (kN)
- Mô men tính toán xác định tương ứng với trọng tâm tiết diện của đế đài:
tt
Mttx = M0x
Q0tty h đ = 67.05+38.19 2 = 143.43 (kN)
tt
Mtty = M0y
Q0ttx h đ = 5.81+5.65 2 = 17.11 (kN)
- Lực truyền xuống các cọc biên:
tt
max
min
P
tt
N tt M ttx ×y max M y ×x max
=
n
n
n
2
yi
x i2
1
tt
tt
Pmax
=
tt
x
n
N M ×y max M ×x max
9950.4 143.43×1.5
+
+
=
+
+0 = 5023.01 (kN)
2
n
2
2
1.5
2
2
yi
xi
1
tt
tt
Pmin
=
1
tt
y
n
1
tt
x
n
tt
y
n
1
1
M ×y max M ×x max
N
9950.4 143.43×1.5
=
0 = 4927.39 (kN)
2
n
2
2
1.5
2
2
yi
xi
- Trọng lượng tính toán của cọc:
QCtt = n×A×Ltt ×γ* = 1.1× 0.785×25 (25-10) = 323.8 (kN)
- Kiểm tra điều kiện lực truyền lên cọc:
tt
P'C = Pmax
QCtt = 5023.01+323.8 = 5346.81 (kN) < PC = 7441 (kN) TM
- Kiểm tra điều kiện kinh tế :
n (PC P'C ) 2 (7441 5346.81)
0.6 < 1 TM
PC
7441
- Kiểm tra điều kiện chống nhổ:
tt
= 4927.39 (kN) > 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ.
Pmin
14.1.3. Kiểm tra áp lực lên nền khối móng quy ƣớc
- Với quan niệm nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh, tải trọng
của móng được truyền trên diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và
nghiêng một góc = tb/4.
- Sử dụng phương pháp cộng lún các lớp phân tố để tính toán.
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 105 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
14.1.3.1. Xác định ranh giới móng quy ước
- φ tb =
φ ×h
h
i
i
i
33.8 6 7.32 2.6 33.8 3.8 7.43 1.8 34.7 2.2 8 4.6 39 4
25.3
25
φ
25.3
=
= 6.30
α =
4
4
- Chiều dài của đáy móng khối quy ước:
=
tb
LM = L* +2 h* tan = 4+2 25 tan 6.30 = 9.52 (m)
- Bề rộng của đáy khối quy ước:
BM = B* +2 h* tan = 1+2 25 tan 6.30 = 6.52 (m)
Trong đó: L*, B* : Khoảng cách giữa 2 mép ngoài cọc biên ngoài cùng.
*
h*: Chiều dài huy động sức kháng ma sát của cọc. h = h i = 25 (m)
- Diện tích của đáy khối quy ước:
FM = LM BM = 9.52 6.52 = 62.07 (m2 )
14.1.3.2. Xác định trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng quy ước
Nmtc = N1tc N2tc N3tc
Trong đó:
tc
- N m là trọng lượng tiêu chuẩn khối móng quy ước.
tc
- N1 là trọng lượng tiêu chuẩn đài, bản đáy và đất trên đài trong phạm vi FM.
N1tc = FM h bt = 62.07 2 20 = 2482.8 (kN)
tc
- N 2 là trọng lượng tiêu chuẩn của đất trong phạm vi từ đáy đài đến mũi cọc. Cần
trừ đi trọng lượng phần đất bị lấy đi do cọc chiếm chỗ.
n
N 2tc = (FM -n×A)× γi ×h i
i=1
= (62.07-2×0.785)×(9.24×6+7.52×2.6+9.19×3.8+8.35×1.8+9.76×2.2+7.9×4.6+11×4)
= 13830.91 (kN)
tc
- N 3 là trọng lượng tiêu chuẩn của các cọc trong đài.
N3tc = n c ×A×h* ×γ* = 2×0.785×25 (25-10) = 588.75 (kN)
Nmtc = 2482.8 13830.91 588.75 = 16902.46 (kN)
14.1.3.3. Tổng tải trọng tiêu chuẩn tại đáy móng quy ước
Ntc = Nmtc N0tc = 16902.46+8151 = 25053.46 (kN)
Mtcx = Moxtc +Qoytc ×h Q = 58.3+33.21×27 = 954.97 (kN.m)
Mtcy = Moytc +Qoxtc ×h Q = 5.05+4.91 27 = 137.62 (kN.m)
14.1.3.4. Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối quy ước
- Áp lực tiêu chuẩn:
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 106 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
tc
max
min
P
N tc 6eL 6eB
=
1±
±
FM LM BM
- Độ lệch tâm:
M tcx
954.97
eL = tc =
= 0.0381 (m)
N
25053.46
M tcy
137.62
eB = tc =
= 0.0055 (m)
N
25053.46
25053.46 6 0.0381 6 0.0055
tc
p max
=
1
62.07
9.52
6.52
min
tc
p max
= 415.37 (kN) ;
p tctb =
tc
pmin
= 391.90 (kN)
tc
tc
p max
+p min
= 403.64 (kN)
2
14.1.3.5. Xác định cường độ tính toán của nền RM ở đáy khối quy ước
RM =
m1 m2
(A BM II + B H M 'II + D CII )
K tc
Trong đó :
- Ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu TNghiệm trực tiếp đối với đất.
- m1, m2: Các hệ số phụ thuộc loại đất mà cọc cắm vào và sơ đồ kết cấu công trình.
m1 = 1.4 vì cọc cắm vào lớp cuội sỏi, no nước.
m2 = 1.0 vì công trình khung BTCT thuộc loại kết cấu mềm.
- Mũi cọc hạ vào lớp cuội sỏi có II = 390 ; tra bảng ta có:
A = 2.29 ; B = 10.14 ; D = 11.27
- II: Trọng lượng riêng hiệu dụng của đất dưới đáy khối quy ước:
II = đn9 = 11 (kN/m3)
- HM: Chiều sâu chôn móng quy ước khi có tầng hầm:
2 H H tđ
2 50 27.65
HM =
=
= 42.55 (m)
3
3
+ H là độ sâu từ đáy móng quy ước đến cốt thiên nhiên: H = 50 (m)
+ Htđ là độ sâu tính đổi khi có tầng hầm:
15
H tđ = d 2 d1 s = 26 1
27.65 (m)
đ
9.08
+ d2 = 26 (m) là chiều dày các lớp đất tính từ đáy móng quy ước đến mặt
dưới sàn tầng hầm
+ d1 = 1 (m) là chiều dày của sàn tầng hầm
+ s = 15 (kN/m3) là trọng lượng riêng hiệu quả của bê tông sàn tầng hầm
+ đ = 9.08 (kN/m3) là trọng lượng riêng trung bình hiệu quả của các lớp
đất từ đáy móng đến mặt dưới sàn tầng hầm
i hi
- ’II: Trọng lượng riêng hiệu quả của đất trong phạm vi H: 'II =
H
i h i 17 2 17 15 7.35 1.5 9.24 12.5 7.52 2.6 9.19 3.8
8.35 1.8 9.76 2.2 7.9 4.6 11 4 = 586.84 (kN/m2 )
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 107 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
h
586.84
= 11.74 (kN/m3 )
H
50
- CII = 0 vì nền đất ở đáy khối móng quy ước là lớp cuội sỏi.
1.4 1
RM =
2.29 6.52 11 10.14 42.55 11.74 0 = 7321.36 (KPa)
1
Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước
p tctb = 403.64 (KPa) < R M = 7321.36 (KPa)
TM
tc
p
=
415.37
(KPa)
<
1.2
R
=
8785.63
(KPa)
M
max
'II =
i
i
=
14.1.4. Kiểm tra lún cho móng cọc
Áp dụng phương pháp cộng lún các lớp phân tố
- Ứng suất bản thân tại đáy khối quy ước:
btz50m = i h i = 586.84 (KPa)
- Áp lực gây lún ở đáy móng quy ước:
pgl = ptctb btz50m = 403.64 586.84 = -183.2 (KPa) < 0
Đến đáy móng quy ước đã tắt lún, vậy ta không cần tính lún.
14.1.5. Kiểm tra độ bền và tính toán cấu tạo đài cọc
14.1.5.1. Trường hợp chọc thủng của cột đối với đài
- Kích thước đài cọc: b×l×h = 1.7×4.4×2 (m)
- Để tiện cho tính toán kiểm tra chọc thủng, ta quy đổi tiết diện cọc khoan nhồi từ
tròn thành cọc vuông 1 cách gần đúng là tương đương về diện tích:
A cọc = 0.785 (m2) Cọc vuông kích thước cạnh a = 0.886 (m)
- Trong đài cọc tháp chọc thủng có thể nghiêng khác 45o. Nên điều kiện chọc thủng
được kiểm tra theo điều kiện:
P ct 1 bc c2 2 lc c1 h 0 R bt
1
1
2
2
x
y
Hình 14.2: Sơ đồ kiểm tra chọc thủng của cột với đài
Trong đó: P là lực chọc thủng, bằng tổng phản lực các cọc nằm ngoài phạm vi đáy
tháp chọc thủng.
+ bc, lc : Kích thước tiết diện cột: bc×lc = 0.5×0.7 (m)
+ c1, c2 : Khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của đáy tháp chọc thủng:
c1 = 0.707 (m) < 0.5×h0 = 0.5×18 = 0.9 (m) 2 = 3.35
c2 = 0.193 (m) < 0.5×h0 = 0.5×18 = 0.9 (m) 1 = 3.35
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 108 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
+ Rbt : Cường độ tính toán chịu kéo của bê tông cấp độ bền B25, Rbt = 1.05 (MPa)
+ h0 : Chiều cao hữu ích của đài: h0 = hđ – a = 1.8 (m)
- Khả năng chống chọc thủng:
ct 3.35 (0.5 0.193) 3.35 (0.7 0.707) 1.8 1050 = 13296.2 (kN)
- Kiểm tra chọc thủng cho các cọc 1 và 2:
tt
tt
max
min
P
N tt M y .x max M ttx .y max
' n'
n'
nc
2
xi
yi2
i=1
i=1
- Vì cọc chịu tải theo 2 phương nên có:
tt
N tt M ttx ×y max M y ×x max
9950.4 143.43×1.5
tt
P2 = Pmax =
+ n
+ n
=
+
+0 = 5023.01 (kN)
2
n
2
2
1.5
2
2
yi
xi
1
tt
tt
P1 = Pmin
=
tt
x
n
1
tt
y
n
1
1
M ×y max M ×x max
N
9950.4 143.43×1.5
=
0 = 4927.39 (kN)
2
n
2
2
1.5
2
2
yi
xi
Lực chọc thủng: P = P1 + P2 = 9950.4 (kN) < ct 13296.2 (kN) TM
14.1.5.2. Điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo lực cắt
- Điều kiện kiểm tra:
Q c b h o R bt
Trong đó: Q là tổng phản lực của các cọc nằm ngoài tiết diện nghiêng .
+ b = 1.7 (m) – Bề rộng của đài.
+ Rbt : Cường độ tính toán chịu kéo của bê tông cấp độ bền B25, Rbt = 1.05 (MPa)
+ h0 = 1.8 (m): Chiều cao hữu ích của tiết diện đang xét
h
+ β : hệ số không thứ nguyên: β = 0.7 1 + 0
c1
2
1
2
1
1
2
1
x
y
Hình 14.3: Sơ đồ kiểm tra tiết diện nghiêng
- Kiểm tra tiết diện 1 – 1 :
Với c1 = 0.707 (m) < 0.5×h0 = 0.9 (m) : Khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến
mép của đáy tháp chọc thủng. = 1.56
Q = P2 = 5023.01 (kN) < c = 1.56×1.7×1.8×1050 = 5112.3 (kN) TM
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 109 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
14.1.6. Tính toán và bố trí cốt thép đài
Quan niệm đài như dầm công xôn ngàm tại tiết diện mép chân cột, bị uốn bởi
phản lực các cọc.
I
I
iI
iI
x
y
I
I
P2
Hình 14.4: Sơ đồ mặt ngàm tính thép đài
14.1.6.1. Mặt ngàm I – I
- Mô men tại tiết diện I-I:
MI = P2×r2 = 5023.01×1.15 = 5776.46 (kN.m)
- Chiều cao làm việc của móng: h 0 = h đ - a = 2-0.2 = 1.8 (m)
- Tính toán diện tích cốt thép cho mặt ngàm I-I:
MI
5776.46
m =
=
= 0.0723
2
R b b h0
14.5 103 1.7 1.82
1 1 2 m = 1 1 2 0.0723 = 0.0751
R b b h 0
0.075114.5 1.7 1.8
=
= 9.13 10-3 (m2 ) = 91.3 (cm2 )
Rs
365
- Chọn thép, diện tích thép yêu cầu đặt song song phương cạnh dài.
+ Chọn 1528 có diện tích là 92.4 (cm2)
AsI
92.4
100%
100% = 0.3%
+ Hàm lượng thép: =
b h0
170 180
AsI =
+ Chiều dài của một thanh: l - 2×a' = 4400 - 2×30 = 4340 (mm)
+ Khoảng cách giữa các trục cốt thép cạnh nhau:
b 2 (30 15) 1700 2 (30 15)
100 a I =
=
115 200 (mm) TM
n 1
15 1
14.1.6.2. Mặt ngàm II – II
- Chọn thép theo cấu tạo, diện tích thép yêu cầu đặt song song phương cạnh ngắn.
+ Chọn 2416 có diện tích là 48.25 (cm2)
AsII
48.25
100%
100% = 0.06%
+ Hàm lượng thép: =
b h0
440 180
+ Chiều dài của một thanh: b - 2×a' = 1700 - 2×30 = 1640 (mm)
+ Khoảng cách giữa các trục cốt thép cạnh nhau:
l 2 (30 15) 4400 2 (30 15)
100 a I =
=
187 200 (mm) TM
n 1
24 1
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 110 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
14.1.6.3. Chọn cốt thép cấu tạo đài
- Cốt thép ngang (ở đỉnh đài và đáy đài) thường dùng 5 (cm2) cho mỗi mét chiều
dài của đài cọc.
- Cốt thép dọc thường dùng 3×h = 6 (cm2) cho mỗi mét bề mặt cạnh của đài cọc.
- Cốt thép trung gian thường dùng khoảng 4 (cm2) cho mỗi mét là mặt cạnh của đài.
- Thép ngang, thép dọc dùng 14; thép trung gian dùng 10.
14.2. THIẾT KẾ MÓNG M2 (VÁCH V1)
14.2.1. Xác định số lƣợng cọc và bố trí cọc
- Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đáy đài do phản lực đầu cọc gây ra:
PC
7441
p tt =
=
= 827 (KPa)
2
(3 D)
(3 1) 2
- Diện tích sơ bộ đáy đài: Asb
Nott
p tt n TB h TB
Trong đó:
+ n là hệ số tin cậy của trọng lượng đài và đất trên đài: n = 1.1
+ TB là trọng lượng riêng của đài và đất trên đài, do đài và bản đáy đổ toàn khối
TB = BT = 25 (kN/m3)
+ hTB = 2m là chiều sâu đặt đáy đài kể từ cốt sàn tầng hầm.
20103
Asb =
= 26.1 (m2 )
827 1.1 25 2
- Tổng lực dọc tính toán sơ bộ tại đáy đài:
tt
Nsb
Nott n TB h TB Asb = 20103 + 1.1×25×2×26.1 = 21539 (kN)
tt
- Số lượng cọc sơ bộ là: n c Nsb m ; Với m = 1.1 kể đến độ lệch tâm
Pc
21539
1.1 = 3.2 (cọc)
7441
Chọn số lượng cọc là 4 cọc, sơ đồ mặt bằng cọc bố trí như hình vẽ:
nc =
3
x
y
B
C
Hình 14.5: Bố trí cọc trong đài
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 111 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016
ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN
- Kích thước đài cọc là: bl = 4.46.0 (m)
- Khoảng cách giữa 2 tim cọc là 3.0 (m) 3D = 3 (m)
- Khoảng cách từ tim cọc biên ra mép đài: 0.7 (m) 0.7×D
Thỏa mãn các yêu cầu về bố trí cọc trong đài.
14.2.2. Xác định diện tích đài thực, kiểm tra lực truyền lên cọc, điều kiện kinh tế,
điều kiện chống nhổ
- Kích thước đài b×l = 4.4×6.0 (m) Fđ = 4.4×6 = 26.4 (m2)
- Trọng lượng tính toán thực của đài:
Ndtt = n×Fd ×h d ×γbt = 1.1×26.4×2×25 = 1452 (kN)
- Lực dọc tính toán xác định đến đáy đài:
Ntt = Nott +Ndtt = 20103 + 1452 = 21555 (kN)
- Mô men tính toán xác định tương ứng với trọng tâm tiết diện của đế đài:
tt
tt
Mttx = Mox
+ Qoy
×h d = 32.97 + 478.03 2 = 989.03 (kNm)
Mtty = Moytt + Qoxtt ×h d = 2321.55+21.26 2 = 2364.1 (kN.m)
- Lực truyền xuống các cọc biên:
tt
N tt M ttx y max M y x max
21555 989.03 2.3 2364.1 1.5
tt
Pmax =
+ n
+ n
=
+
+
= 5610 (kN)
2
2
n
4
4×2.3
4×1.5
2
2
yi
xi
1
tt
min
P
1
tt
N tt M ttx y max M y x max
21555 989.03 2.3 2364.11.5
=
- n
- n
=
= 4887 (kN)
2
2
n
4
4×2.3
4×1.5
2
2
yi x i
1
1
- Trọng lượng tính toán của cọc:
QCtt = n×A×Ltt ×γ* = 1.1× 0.785×25 (25-10) = 323.8 (kN)
- Kiểm tra điều kiện lực truyền lên cọc:
tt
P'C = Pmax
QCtt = 5610+323.8 = 5934 (kN) < PC = 7441 (kN) TM
- Kiểm tra điều kiện kinh tế :
n (PC P'C ) 4 (7441 5934)
0.8 < 1 TM
PC
7441
- Kiểm tra điều kiện chống nhổ:
tt
= 4887 (kN) > 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ.
Pmin
14.2.3. Kiểm tra áp lực lên nền khối móng quy ƣớc
- Với quan niệm nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh, tải trọng
của móng được truyền trên diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và
nghiêng một góc = tb/4.
- Sử dụng phương pháp cộng lún các lớp phân tố để tính toán.
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
- 112 -
SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN
