ĐỒ ÁN MÓNG CỌC ( CỌC ĐẶC HÌNH VUÔNG )
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.71 MB, 46 trang )
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Bộ môn: Kỹ thuật Xây dựng
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG
(PHẦN MÓNG CỌC ĐÓNG ÉP)
Sinh viên:
TRẦN DI THƯƠNG
STT: 50
Lớp: 59 CNXD-2
I. SỐ LIỆU CÔNG TRÌNH.
1. Tên công trình: “Nhà Ngoại Ô ”
2. Sơ đồ và đặc điểm công trình thiết kế:
Tải trọng tính toán tác dụng dưới chân cột.
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
1
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Số hiệu tải trọng: 50
Cột B2:
Combo
Comb 2
Comb 3
Comb 4
Comb 5
Nút: 8
QX
21.7465
23.5301
0.9973
0.7863
QY
1.368
3.6771
47.7467
42.7016
N
1994.4997
1994.5244
1874.292
2064.7321
MX
0.1446
4.4172
85.4021
80.8403
My
41.3081
43.3378
1.1116
0.9181
Mz
0.4217
0.4439
0.0825
0.0603
Từ 4 combo trên ta thấy Combo 5 là nội lực chân cột lớn nhất tại nút nên ta chọn
Combo 5 để tính toán cho đồ án. Còn các combo còn lại ta sẽ kiểm tra sau.
N0 = 2064.73 KN
M0x = 80.84 KN.m
Q0y = 42.7 KN
M0y = 0.92 KN.m
Q0x = 0.79 KN
M0z = 0.0603 KN.m
+ Tải trọng tiêu chuẩn:
PHẦN II. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT
Phương pháp khảo sát : Thí nghiệm trong phòng kết hợp khoan khảo sát ngoài hiện
trường, sử dụng phương pháp xuyên tiêu chuẩn SPT
Khu vực xây dựng móng B2, Thông qua hố khoan HK4 ta thấy có 3 lớp đất với các
đặt tính xây dựng khác nhau.
Các số liệu chỉ tiêu cơ lí : ( lấy lại số liệu địa chất móng đơn)
Kích thước cột: 220x400 (mm)
Số hiệu lỗ khoan : HK4
BẢNG CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA NỀN ĐẤT
Các chỉ tiêu cơ lý
Chiều dày (m)
Hạt sỏi (%)
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
Lớp 1
4
2.5
Lớp 2a
2.6
-
Lớp 2
6.9
-
MSSV:59132533
Lớp 3
4.8
-
2
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
Các chỉ tiêu cơ lý
Hạt cát (%)
Hạt bụi (%)
Hạt sét (%)
Độ ẩm tự nhiên (%)
Dung trọng ướt (T/m3 )
Dung trọng khô (T/m3 )
Dung trọng đẩy nổi (T/m3)
Tỷ trọng (T/m3)
Độ bão hòa (%)
Độ rỗng (%)
Hệ số rỗng
Giới hạn chảy (%)
Giới hạn dẻo (%)
Chỉ số dẻo
Độ sệt
Góc ma sát trong ()
Lực dính (kg/cm2)
SPT
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Lớp 1
38.4
22.1
37.0
23.2
2.00
1.62
1.03
2.72
93
41
0.681
35.4
16.5
18.9
0.36
1221’
0.256
3 – 13
Lớp 2a
66.1
13.1
20.8
19.5
2.00
1.67
1.05
2.70
85
38
0.616
27.2
14.9
12.3
0.37
1402’
0.207
6 - 13
Lớp 2
25.6
28.5
45.9
21.61
2.01
1.65
1.05
2.73
90
40
0.655
44.1
21.8
22.4
-0.01
1431’
0.375
15 – 39
Lớp 3
38.2
23.1
38.7
24.39
1.99
1.60
1.01
2.72
95
41
0.699
38.1
18.9
19.2
0.29
1231’
0.280
10 - 29
Đánh giá số liệu địa chất:
Dựa vào tiêu chuẩn TCVN 9362 – 2012 : “Thiết kế nền nhà và công trình”
và tiêu chuẩn TCVN 9351 – 2012 “Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm
xuyên tiêu chuẩn SPT”. Ta tiến hành đánh giá số liệu địa chất như sau:
Lớp 1: Sét, màu nâu vàng - xám xanh - nâu đỏ - nâu, trạng thái dẻo cứng – dẻo
mềm
- Chỉ số dẻo: IP = WL – WP = 35.4% – 16.5% = 18.9%
Vì IP =18.9% > 17% (Tra bảng 6 – TCVN 9362:2012)
=> Đất là đất sét
-
Độ sệt: IL = = = 0.354
Vì 0.25 < IL = 0.33 < 0.5 (Tra bảng 7 – TCVN 9362:2012)
=> Đất sét ở trạng thái dẻo cứng
-
Độ bão hòa: 0.8 < G = 0.93 < 1 (Tra bảng 4 – TCVN 9362:2012)
=> Đất thuộc loại đất bão hòa nước
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
3
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
-
Môđun biến dạng E:
E
a c (N SPT 6)
10
=
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
= 4.2 (MPa)
* Nhận xét: Lớp 1 đất là đất sét ở trạng thái dẻo cứng, thuộc loại đất bão
hòa nước, dày 4m. Mẫu đất đạt yêu cầu dùng để làm nền cho công trình.
Lớp 2a: Sét pha, màu nâu vàng - xám xanh – nâu đỏ - nâu, trạng thái dẻo cứng
-
Chỉ số dẻo: IP = WL – WP = 27.2% – 14.9% = 12.3%
Vì IP = 12.3% < 17% (Tra bảng 6 – TCVN 9362:2012)
=> Đất là đất sét pha.
-
Độ sệt: IL = = = 0.373
Vì 0.25 < IL = 0.373 < 0.5 (Tra bảng 7 – TCVN 9362:2012)
=> Đất sét pha ở trạng thái dẻo cứng
-
Độ bão hòa: 0.8 < G = 0.854 < 1 (Tra bảng 4 – TCVN 9362:2012)
=> Đất thuộc loại đất bão hòa nước
E
a c (N SPT 6)
10
= = 4.5 (MPa)
- Môđun biến dạng E:
* Nhận xét: Lớp 2 đất là đất sét pha ở trạng thái dẻo cứng, thuộc loại đất
bão hòa nước, dày 1.5m. Mẫu đất đạt yêu cầu dùng để làm nền cho công
trình.
Lớp 2: Sét, màu xám xanh – nâu vàng – nâu đỏ, trạng thái nửa cứng – cứng
-
Chỉ số dẻo: IP = WL – WP = 44.1% – 21.8% = 22.3%
Vì IP = 22.3% > 17% (Tra bảng 6 – TCVN 9362:2012)
=> Đất là đất sét
-
Độ sệt: IL = = = - 0.008
Vì IL = - 0.008 < 0 (Tra bảng 7 – TCVN 9362:2012)
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
4
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
=> Đất sét ở trạng thái cứng
-
Độ bão hòa: 0.8 < G = 0.9 < 1 (Tra bảng 4 – TCVN 9362:2012)
=> Đất thuộc loại đất bão hòa nước
E
a c (N SPT 6)
10
= = 11.8 (MPa)
- Môđun biến dạng E:
* Nhận xét: Lớp 2 đất là đất sét ở trạng thái dẻo cứng, thuộc loại đất bão
hòa nước, dày 8m. Mẫu đất đạt yêu cầu dùng để làm nền cho công trình.
Lớp 3: Sét, màu xám trắng – nâu vàng – xám tro, trạng thái dẻo cứng
- Chỉ số dẻo: IP = WL – WP = 38.1% - 18.9% = 19.2% (Tra bảng 6 – TCVN
9362:2012)
Vì IP = 19.2% > 17%
=> Đất là đất sét
-
Độ sệt: IL = = = 0.285
Vì 0.25 < IL = 0.285 < 0.5 (Tra bảng 7 – TCVN 9362:2012)
=> Đất sét ở trạng thái dẻo cứng
-
Độ bão hòa: 0.8 < G = 0.95 < 1 (Tra bảng 4 – TCVN 9362:2012)
=> Đất thuộc loại đất bão hòa nước
-
Môđun biến dạng E:
E
a c (N SPT 6) 40 3(16 6)
10
10
=
= 10.6 (MPa)
* Nhận xét: Lớp 3 đất là đất sét ở trạng thái dẻo cứng, thuộc loại đất
bão hòa nước, dày 5m. Mẫu đất đạt yêu cầu dùng để làm nền cho công
trình.
Nền đất: Số hiệu lỗ khoan: LK04
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
5
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
- Mặt cắt địa chất:
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
6
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
2. Đề xuất các phương án móng cọc đài thấp.
Công trình có tải trọng lớn.
Khu đất xây dựng tương đối bằng phẳng.
Nền đất gồm 3 lớp: đặc điểm các lớp đã trình bày trong phần đánh giá kết quả địa
chất.
Chọn giải pháp móng cọc đài thấp thi công bằng phương pháp đóng, ép.
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
7
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Phương án: Dùng cọc BTCT 30x30cm, đặt đài vào lớp đất 1, mũi cọc hạ sâu
xuống lớp thứ 2 khoảng 14 m. Thi công bằng phương pháp đóng.
3. Lựa chọn vật liệu.
Đài cọc:
Bêtông: B30, M400, 1700T/; 130 T/
Cốt thép: thép chịu lực trong đài là thép loại AII có 28000 T/
Lớp lót đài: bêtông M100 dày 10cm.
Đài liên kết với cột và cọc (xem bản vẽ). Thép của cọc neo trong đài 20mm
và đầu cọc trong đài 15cm
Cọc đúc sẵn:
Bêtông: B30, M400, 1700 T/; 130 T/
Cốt thép: thép chịu lực AII có 28000 T/
Thép đai AI có 22500 T/
Các chi tiết cấu tạo xem bản vẽ.
Chiều dày bê tông bảo vệ cốt thép đáy móng: abv = 5cm.
4. Chọn độ sâu đặt đáy đài.
Đối với móng cọc đài thấp: hm 0.7 hmin. (Chiều sâu đặt đáy đài hm phải thỏa mãn
điều kiện chịu tải ngang và áp lực bị động của đất)
Với: hmin =
Trong đó:
: góc ma sát trong tại lớp đất đặt đáy đài = 12021’ = 12.350
Qtt = QOx + QOy = 0.7863 + 42.702 = 43.4883KN : Tổng lực xô ngang tác
dụng lên đài.
: trọng lượng riêng của lớp đất tại đáy đài. = 2 (g/cm3)
Giả sử b = 2m : bề rộng móng theo phương vuông góc với phương của lực
xô ngang.
=> hmin = = = 0.831 (m)
=> 0.7 hmin = 0.7 x 0.831 = 0.5817 (m)
Vậy ta chọn chiều sâu đặt đài hm = 1.8 (m) tính từ mặt đất tự nhiên để đảm bảo
yêu cầu về chịu lực.
5. Chọn các đặc trưng móng cọc.
Chiều dài cọc: 14.3m, tiết diện cọc: 30x30cm
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
8
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Tính toán sức chịu tải của cọc:
Sức chịu tải của cọc BTCT tiết diện đặc, hình vuông, chịu nén được tính theo
công thức:
Trong đó:
diện tích tiết diện ngang của bêtông cọc;
cường độ tính toán của bêtông khi nén mẫu hình trụ;
cường độ tính toán của cốt thép;
diện tích tiết diện ngang của cốt thép cọc;
hệ số uốn dọc của cọc, thông thường lấy bằng 1, trừ trường hợp cọc
xuyên qua các tầng đất yếu (than bùn, bùn, sét yếu) lúc đó lấy theo
bảng 3.1 sau:
Trong đó:
– chiều dài tính toán của cọc, không kểphần cọc nằm trong các lớp đất yếu
bên trên;
b, d – chiều rộng cạnh cọc hoặc đường kính cọc;
Tính toán sức chịu tải của cọc đơn:
Sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu làm cọc (
Cốt thép cọc: thép AII có , thép dọc chịu lực của cọc chọn 4Ф14.
Diện tích tiết diện ngang của cọc bêtông:
Cường độ tính toán của bêtông làm cọc ứng với bêtông có cấp độ bền B30:
Diện tích tiết diện ngang của cốt thép cọc:
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
9
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Vì cọc không xuyên qua than bùn nên ( Tính lại để biết kĩ thêm )
Hệ số biến dạng:
Với:
Vì giá trị k rải trong một khoảng rất rộng, thay đổi phụ thuộc vào loại đất,
việc xác định khá phức tạp. Tuy nhiên, có thể nhận thấy rằng nếu hệ số k càng bé
tức là sẽ càng bé, nghĩa là chiều dài làm việc của cọc tính ra càng lớn, nghĩa là
càng an toàn. Do đó, để đơn giản trong tính toán, ta đề xuất sử dụng hệ số k =
7000 kN/m4
: Bề rộng quy ước của cọc
= d + 1 = 0.3 + 1 = 1.3 (m) (Vì d = 0.3 < 0.8 m)
γc: Hệ số đk làm việc đối với cọc làm việc độc lập
γc = 3
E: Modul đàn hồi của vật liệu bê tông cọc (B30)
E = 32.5 * 103 Mpa = 32.5 * 106 (KN/m2)
I: Momen quán tính tiết diện cọc:
I = = 6.75*10-4 (m4)
= 0.6732
Xác định chiều dài tính toán: ltt
ltt = 0.7 * l1
Với móng cọc đài thấp: chiều dài l 0 = 0 do đó ta có, chiều dài tính từ đáy đài tới
vị trí xem là ngàm được viết lại:
l1 = = = 2.971 (m)
ltt = 0.7 * l1 = 0.7 * 2.971 = 2.0797 (m)
Xác định độ mảnh :
Với:
r: Bán kính quán tính của mặt cắt ngang cọc
r = = 0.0866 (m)
= 24.015
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
10
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
: Hệ số giảm khả năng chịu lực do uốn dọc: (Phụ thuộc độ mảnh )
Với = 24.015 < 28 => = 1
Sức chịu tải của cọc:
Xác định sức chịu tải tiêu chuẩn theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:
Với bề rộng tiết diện 0.4m, chịu tải trọng nén, sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát
thi công bằng phương pháp đóng xác định theo công thức:
Rcu = )
Trong đó:
= 1 (SR 0.9): Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong nền
= 1 Tra bảng 5.5
Ab = : Diện tích cọc tựa trên nền.
qb : Cường độ sức kháng của đất nền dưới mũi cọc chống.
qb = 4176 KPa (Tra bảng 2 TCVN – 10304)
u = = 1.2 m
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
11
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
Lớp đất
Lớp 1
Lớp 2a
Lớp 2
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Chiều
dày
Độ sâu
2
1.9
2
0.6
2
2
1.7
2.8
4.75
6.7
8
9.3
11.3
13.15
(kN/
.
(kN/
28.24
33.1
34.344
35.67
63.934
66.752
69.33
56.48
62.89
68.688
21.402
127.868
133.504
117.861
MSSV:59132533
12
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Tổng cộng:
Rcu
588.693
=)
= 1 * (1 * 0.09 * 4176 + 1.2 * 1*588.693)
= 1082.2716 kN
Sức chịu tải của cọc theo các kết quả của thí nghiệm trong phòng:
Pđn1 =
Trong đó:
Sức chịu tải cho phép tính toán của cọc theo đất nền;
Giả thiết đài cọc nằm trên đất biến dạng lớn => = 1.75
Pđn1 =
Xác định sức chịu tải thiết kế của cọc theo công thức của Viện kiến trúc Nhật
Bản (1988):
Rc,u = qbAb + u
Trong đó: (Vì cọc nằm hoàn toàn trong lớp đất sét nên là đất dính)
qb : Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc xác định như sau:
Khi mũi cọc nằm trong đất rời qb = 300 Np cho cọc đóng (ép) và qb = 150 Np
cho cọc khoan nhồi
Khi mũi cọc nằm trong đất dính qb = 9 cu cho cọc đóng và qb = 6 cu cho cọc
khoan nhồi.
Ab : Diện tích tiết diện ngang của cọc;
Đối với cọc đóng, cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất
rời thứ “i”:
và cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”:
Trong đó:
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
13
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
là hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa sức kháng cắt
không thoát nước của đất dính cu và trị số trung bình của ứng suất pháp hiệu
quả thẳng đứng, xác định theo biểu đồ trên Hình G.2a;
là hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng, xác định theo biểu đồ
trên Hình G.2b;
Biểu đồ xác định các hệ số và trên hình G.2 là do Semple và Rigden xác
lập (1984);
là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính, khi không có số
liệu sức kháng cắt không thoát nước xác định trên các thiết bị thí nghiệm
cắt đất trực tiếp hay thí nghiệm nén ba trục có thể xác định từ thí nghiệm
nén một trục nở ngang tự do ( = /2), hoặc từ chỉ số SPT trong đất dính: =
6,25 , tính bằng kPa, trong đó là chỉ số SPT trong đất dính;
là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”;
u là chu vi tiết diện ngang cọc.
Tính toán:
Chọn (kN/m2)
(lấy
0.3 0.3 = 0.09(m2)
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
14
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
= 1 (Xác định trên hình G.2.a)
= 1 (Vì L/d = 12.2/0.3 = 40.67 , xác định trên hình G.2.b)
lc,i = 5.7 m
Tính toán :
= 1*1*143.75 = 143.75 (kN/m)
fc,i.lc,i+ fs,i.ls,i) = 143.75 * 5.7 + 0 = 819.375 (kN/m)
(vì các lớp đất đều là đất dính và không có đất rời nền )
Pđn2 = * = = 568.511 (kN)
Sức chịu tải thiết kế của cọc.
Thiên về an toàn, tải trọng thiết kế phải lấy giá trị nhỏ nhất của các giá trị
tính toán ở trên:
= 568.511 (kN)
4. Xác định sơ bộ số lượng cọc và bố trí cọc trong đài.
4.1. Nguyên tắc bố trí cọc trong đài.
Thông thường các cọc được bố trí theo hàng, dãy hoặc lưới tam giác
Khoảng cách giữa các cọc ( từ tim cọc đến tim cọc) 3d – 6d ( d: đường kính cọc),
nếu bố trí trong khoảng này thì sẽ đảm bảo đc sức chịu tải của cọc đơn và tim cọc.
Khi chịu tải lệch tâm hoặc kích thước đài lớn hơn có thể bố trí sao cho phản lực đầu
cọc tương đối bằng nhau
Khoảng cách từ trọng tâm của hàng cọc ngoài đến mép đài 0.7d. Khoảng cách mép
cột hoặc vách đến mép đài móng tối thiểu 250 – 300 mm
Nên bố trí sao cho tâm cột trùng với tâm nhóm cọc.
4.2. Xác định cọc trong đài.
Xác định sơ bộ số lượng cọc:
nc
N tt
Ptk
Trong đó:
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
15
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
: hệ số xét đến do momen là lực ngang tại chân cột, trọng lượng đài và đất nền
trên đài, tùy theo giá trị của momen và lực ngang mà chọn giá trị cho hợp lý.
Thường chọn = 1.1 – 1.5, ta chọn =1.3
N tt (Lực dọc tính toán tại chân cột)
Ptk : Sức chịu tải thiết kế của cọc
=> nc = = 4.72 (cọc), => Chọn nc = 5 cọc
Từ số lượng cọc, ta chọn được kích thước đài móng bxl = 1.1 x 1.4 m
4.3. Bố trí cọc trong đài.
5. Chọn sơ bộ chiều cao đài.
Chiều cao đài trong một công trình có thể chọn khác nhau nhưng cần đảm bảo đỉnh
đài ở cùng một cao trình để thống nhất với sơ đồ tính toán kết cấu bên trên.
Để thuấn lợi cho tính toán, khi thi công thường chọn chiều cao đài bằng nhau. Khi
đó chiều cao đài được chọn theo đài cọc chịu tải trọng lớn nhất, có số lượng cọc lớn
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
16
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
nhất. Bằng phương pháp vẽ, sau khi đã bố trí cọc trong đài, có thể chọn sơ bộ chiều
cao đài sao cho tháp chọc thủng xuất phát tự mép chân cột nghiêng góc 45 đi qua
mép ngoài các cọc biên.
Chiều cao đài sơ bộ :
lđ = 2( c + h0) + lc
h 0 = h đ = h 1 + h0
Hay : h0 = = 400 (mm)
hđ = 0.15 + 0.4 = 0.55 (m)
6. Kiểm tra lực truyền lên cọc.
Tổng tải trọng tại đáy đài: (Tính theo combo 5)
= 2064.7321 + 1.1 x 20 x 1.8 x 1.4 x 1.1 = 2125.7161(kN)
(Với n = 1.1)
= 80.84 + 42.702 x 0.55 = 104.3261 (kN)
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
17
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
= 0.9181 + 0.7863 x 0.55 = 1.351 (kN)
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Tổng tải trọng tại đáy đài: (Tính theo combo 4)
= 1874.292 + 1.1 x 20 x 1.8 x 1.4 x 1.1 = 1935.276 (kN)
(Với n = 1.1)
= 85.4021 + 47.75 x 0.55 = 111.665 (kN)
= 1.1116 + 0.9973 x 0.55 = 1.66(kN)
Tổng tải trọng tại đáy đài: (Tính theo combo 3)
= 1994.5244 + 1.1 x 20 x 1.8 x 1.4 x 1.1= 2055.51 (kN)
(Với n = 1.1)
= 4.4172 + 3.6771 x 0.55 = 6.44 (kN)
= 43.3378 + 23.5301x 0.55 = 56.28 (kN)
Tổng tải trọng tại đáy đài: (Tính theo combo 2)
= 1994.4997 + 1.1 x 20 x 1.8 x 1.4 x 1.1= 2055.48 (kN)
(Với n = 1.1)
= 0.1446 + 1.368 x 0.55 = 0.897 (kN)
= 41.3081+ 21.7465 x 0.55 = 53.269 (kN)
Chú thích :
: momen tính toán uốn đài quanh trục X tại đáy đài.
: momen tính toán uốn đài quanh trục Y tại đỉnh đài.
: lực cắt tính toán tác dụng theo phương trục Y tại đỉnh đài.
: chiều cao đài.
Tải trọng truyền lên cột biên:
nc : số cọc trong đài.
xi : Khoảng cách từ trọng tâm cọc i đến trục quán tính chính Y của tiết diện các cọc tại
đáy đài.
yi : Khoảng các từ trọng tâm cọc j đến trục quán tính chính X của tiết diện các cọc tại
đáy đài
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
18
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Tải trọng tác dụng lên cọc (Tính theo Combo 5)
Tên cọc
1
2
3
4
5
tt
Mxtt
Mytt
(KN)
(KN.m)
(KN.m)
104.3261
N
2125.716
1
2125.716
1
2125.716
1
2125.716
1
2125.716
1
Pi
xj
xi2
yj
yi2
1.351
-0.45
0.2025
-0.3
0.09
337.4542
104.3261
1.351
0.45
0.2025
-0.3
0.09
338.96
104.3261
1.351
0.45
0.2025
0.3
0.09
512.8322
104.3261
1.351
-0.45
0.2025
0.3
0.09
511.33
104.3261
1.351
0
0
0
0
425.14
Pmax
Pmin
512.8322
337.4542
(KN)
Tải trọng tác dụng lên cọc (Tính theo Combo 4)
Tên cọc
1
2
3
4
5
tt
Mxtt
Mytt
(KN)
(KN.m)
(KN.m)
N
1935.27
6
1935.27
6
1935.27
6
1935.27
6
1935.27
6
xj
xi2
yj
yi2
Pi
(KN)
111.665
1.66
-0.45
0.2025
-0.3
0.09
293.0788
111.665
1.66
0.45
0.2025
-0.3
0.09
294.9233
111.665
1.66
0.45
0.2025
0.3
0.09
481.0316
111.665
1.66
-0.45
0.2025
0.3
0.09
479.1874
111.665
1.66
0
0
0
0
387.0552
Pmax
Pmin
481.0316
293.0788
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
19
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Tải trọng tác dụng lên cọc (Tính theo Combo 3)
tt
Mxtt
Mytt
(KN)
(KN.m)
(KN.m)
1
2055.51
6.44
2
2055.51
3
N
Pi
xj
xi2
yj
yi2
56.28
-0.45
0.2025
-0.3
0.09
374.4687
6.44
56.28
0.45
0.2025
-0.3
0.09
437.002
2055.51
6.44
56.28
0.45
0.2025
0.3
0.09
447.7353
4
2055.51
6.44
56.28
-0.45
0.2025
0.3
0.09
385.202
5
2055.51
6.44
56.28
0
0
0
0
411.102
Pmax
Pmin
447.7353
374.4687
Tên cọc
(KN)
Tải trọng tác dụng lên cọc (Tính theo Combo 2)
Tên cọc
tt
Mxtt
Mytt
(KN)
(KN.m)
(KN.m)
N
xj
xi2
yj
yi2
Pi
(KN)
1
2055.48
0.897
53.269
-0.45
0.2025
-0.3
0.09
380.7546
2
2055.48
0.897
53.269
0.45
0.2025
-0.3
0.09
439.9424
3
2055.48
0.897
53.269
0.45
0.2025
0.3
0.09
441.4374
4
2055.48
0.897
53.269
-0.45
0.2025
0.3
0.09
382.2496
5
2055.48
0.897
53.269
0
0
0
0
424.244
Pmax
Pmin
448.9836
399.5044
Vì tải trọng tác dụng lên cột tính theo combo 5 có Pmax và Pmin lớn nhất nên ta chọn tải
trọng tác dụng lên cọc lấy theo combo 5 để tính cho móng công trình
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
20
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
7. Kiểm tra sức chịu tải của cọc.
Kiểm tra cọc trong giai đoạn sử dụng:
Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn:
- Cọc làm việc trong điều kiền chịu nén cần phải thỏa mãn điều kiện sau:
-
Trường hợp (cọc chịu kéo), ta cần kiểm tra điều kiện chống nhổ của cọc
Trong đó:
Phản lực đầu cọc max, min ứng với trường hợp tải trọngi ính toán;
Trọng lượng tính toán của cọc, n = 1.1 là hệ số vượt tải
Sức chịu tải cho phép của cọc;
Sức chịu tải chống nhổ cho phép của cọc:
Trọng lượng tính toán của cọc:
Kiểm tra:
Thỏa mãn điều kiện kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn, nên không cần
kiểm tra điều kiện chống nhổ của cọc.
Ta thấy 3.69% < 10% nên khả năng chịu lực của cọc được tận dụng tối đa.
Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc:
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
21
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
-
Sức chịu tải của nhóm cọc được tính theo công thức sau:
-
Điều kiện kiểm toán:
Trong đó:
Sức chịu tải của nhóm cọc;
Số lượng cọc trong móng;
Sức chịu tải cho phép của cọc đơn;
Tải trọng tính toán quy đổi về đáy đài;
hệ số nhóm, tính theo công thức sau:
Trong đó:
- Số hàng trong nhóm cọc;
- Số cọc trong một hàng;
- :
Với:Khoảng cách hai tim cọc tính từ tâm;
Đường kính hoặc cạnh cọc;
Số hàng trong nhóm cọc:
Số cọc trong một hàng:
Khoảng cách hai tim cọc tính từ tâm: s = 0.9m.
Bề rộng cọc d = 0.3m.
0.3/0.9) =
Hệ số nhóm:
Sức chịu tải của nhóm cọc:
Tải trọng tính toán quy đổi về đáy đài:
Ta thấy: Thỏa mãn điều kiện.
Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công:
Khi vận chuyển cọc:
Để đảm bảo điều kiện chịu lực tốt nhất khi vận chuyển thì vị trí móc cần bố trí sao
cho trị số mômen dương lớn nhất bằng trị số mômen âm lớn nhất.
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
22
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Trong đó:
Với:
Khoảng cách từ đầu mút cọc đến móc cẩu;
Chiều dài cọc;
Trọng lượng cọc có xét đến hệ số động n (với n = 1.2 – 1.5).
Tuy nhiên, thực tế thi công người ta chọn khoảng cách bố trí móc cẩu sao cho:
Thay giá trị
công thức tính ta được:
a = 0.207 vào
Khi lắp dựng cọc:
Khi cọc có chiều dài > 8m cần bố trí móc cẩu thứ 3 để khi thi công treo cọc lên giá
búa. Móc cẩu thứ 3 này được bố trí bên trong 2 móc cẩu dùng để vận chuyển cọc.
Mômen uốn lớn nhất xác định theo công thức sau:
Trong đó:
Tuy nhiên, thực tế thi công người ta chọn khoảng cách bố trí móc cẩu sao cho:
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
23
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Thay giá trị
công thức
b = 0.294 vào
tính ta được:
Mômen uốn lớn nhất xuất hiện trong cọc khi thi công được dùng để tính toán kiểm
tra cốt thép dọc trong cọc như một cấu kiện bêtông cốt thép chịu uốn thông thường.
Kiểm toán khả năng chịu uốn của cọc khi thi công:
Chọn bê tông bảo vệ cọc là a = (3 – 5)cm chiều cao làm việc của cốt thép cọc.
Tính diện tích cốt thép cần thiết để chịu Mômen max trong quá trình thi công
cọc:
Trong đó:
Cường độ chịu kéo của cốt thép dọc trong cọc;
Cọc đủ khả năng vận chuyển, cẩu lắp.
Tính toán cốt thép làm móc cẩu:
Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc:
Fk = q . Ld
Lực kéo ở một nhánh, gần đúng:
Diện tích cốt thép của móc cẩu:
Trong đó:
Cường độ chịu kéo của cốt thép chọn làm móc cầu;
Chọn loại thép thỏa mãn yêu cầu .
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
24
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC
GVHD: BẠCH VĂN SỸ
Với chiều dài , ta tính như sau:
Tính toán thép cho đoạn cọc
Mômen uốn lớn nhất của cọc khi tiến hành vận chuyển cọc:
Mômen uốn lớn nhất của cọc khi tiến hành lắp dựng cọc:
Giá trị mômen uốn lớn nhất dùng để tính toán kiểm tra cốt thép dọc trong
cọc là
Chọn lớp bảo vệ a = 50mm. Chiều cao làm việc của cốt thép cọc:
300 50 = 250mm
Diện tích thép cần thiết:
Chọn 4Ф18 . Hàm lượng cốt thép : 0.17% (thỏa mãn)
Với . Cần chọn lại thép. Chọn lại thép dọc trong cọc : 4Ф18 (2 thanh dưới và 2
thanh trên)
Sức chịu tải của cọc ứng với diện tích thép 4Ф18: (2 thanh dưới, 2 thanh trên)
Tính toán cốt thép làm móc cẩu:
Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc:
Fk = q . Ld
Lực kéo ở một nhánh, gần đúng:
Diện tích cốt thép của móc cẩu:
Chọn Ф12 có .
Kiểm tra chọc thủng của cột đối với đài:
SVTH: TRẦN DI THƯƠNG
MSSV:59132533
25
