Thiết kế chung cư lô C 23 - 49 Đinh Tiên Hoàng quận Bình Thạnh

99 -7.58744 3 42 (-)6.94 0.55 218+116 7.1 15 (25) D34 0 -7.950 -7.49139 30 45 3 42 (-)6.84 0.54 218+116 7.1 15 (25) D34 3 2.2791 3.08914 3 42 2.7 0.21 216 4.02 15 (25) D34 5 5.9697 -8.34522 3 42 (-)7.7 0.61 318 7.63 15 (25) D35 0 -7.094 -8.36161 30 45 3 42 (-)7.71 0.61 318 7.63 15 (25) D35 0.93333 -5.094 -2.20307 3 42 (-)1.91 0.15 318 7.63 15 (25) D35 1.4 -4.851 6.035E-15 3 42 0 0 218 5.09 15 (25) D36 0 4.347 1.377E-14 30 45 3 42 0 0 218 5.09 15 (25) D36 0.46667 5.5987 -2.20307 3 42 (-)1.91 0.15 216 4.02 15 (25) D36 1.4 6.5901 -8.3616 3 42 (-)7.71 0.61 318 7.63 15 (25) D37 0 -8.021 -7.88646 30 45 3 42 (-)7.23 0.57 318 7.63 15 (25) D37 3 1.5759 2.91237 3 42 2.54 0.2 216 4.02 15 (25) D37 5 5.9407 -6.5898 3 42 (-)5.96 0.47 218+114 6.63 15 (25) D38 0 -7.856 -6.79113 30 45 3 42 (-)6.16 0.49 218+114 6.63 15 (25) D38 2.5 0.4538 3.70511 3 42 3.26 0.26 216 4.02 15 (25) D38 5 6.1244 -6.73319 3 42 (-)6.1 0.48 218+114 6.63 15 (25) D39 0 -0.552 -2.36153 30 45 3 42 (-)2.05 0.16 218 5.09 15 (25) D39 1.32 0.2261 -1.56314 3 42 (-)1.35 0.11 216 4.02 15 (25) D39 2.2 0.2642 -2.3618 3 42 (-)2.05 0.16 218 5.09 15 (25) D40 0 -7.883 -6.73247 30 45 3 42 (-)6.1 0.48 218+114 6.63 15 (25) D40 3 1.8953 3.51702 3 42 3.09 0.25 216 4.02 15 (25) D40 5 6.0797 -6.79194 3 42 (-)6.16 0.49 218+114 6.63 15 (25) D41 0 -7.536 -6.58905 30 45 3 42 (-)5.96 0.47 218+114 6.63 15 (25) D41 2.5 0.5927 3.1192 3 42 2.73 0.22 216 4.02 15 (25) D41 5 6.4124 -7.88718 3 42 (-)7.23 0.57 318 7.63 15 (25) D42 0 -7.094 -8.36161 30 45 3 42 (-)7.71 0.61 318 7.63 15 (25) D42 0.93333 -5.094 -2.20307 3 42 (-)1.91 0.15 318 7.63 15 (25) D42 1.4 -4.851 2.378E-14 3 42 0 0 218 5.09 15 (25) D43 0 1.469 1.332E-14 30 45 3 42 0 0 216 4.02 15 (25) D43 0.46667 1.8616 -0.72596 3 42 (-)0.62 0.05 216 4.02 15 (25) D43 1.4 1.9888 -2.72754 3 42 (-)2.38 0.19 216 4.02 15 (25) D44 0 -5.421 -3.73393 30 45 3 42 (-)3.28 0.26 216 4.02 15 (25) D44 2.5 0.2981 2.91802 3 42 2.55 0.2 216 4.02 15 (25) D44 5 5.3082 -5.02415 3 42 (-)4.47 0.35 216 4.02 15 (25) D45 0 -5.932 -5.06077 30 45 3 42 (-)4.51 0.36 216 4.02 15 (25) D45 2.5 0.1599 2.83721 3 42 2.47 0.2 216 4.02 15 (25) D45 5 4.7811 -4.6615 3 42 (-)4.14 0.33 216 4.02 15 (25) D46 0 -0.720 -2.58419 30 45 3 42 (-)2.25 0.18 216 4.02 15 (25) D46 1.76 0.5571 -1.6404 3 42 (-)1.41 0.11 216 4.02 15 (25) D46 2.2 0.0961 -2.58406 3 42 (-)2.25 0.18 216 4.02 15 (25) D47 0 -5.772 -4.66105 30 45 3 42 (-)4.14 0.33 216 4.02 15 (25) D47 2.5 0.3347 2.83721 3 42 2.47 0.2 216 4.02 15 (25) D47 5 4.9586 -5.06118 3 42 (-)4.51 0.36 216 4.02 15 (25) D48 0 -5.944 -5.02409 30 45 3 42 (-)4.47 0.35 216 4.02 15 (25) D48 2.5 -0.192 2.91802 3 42 2.55 0.2 216 4.02 15 (25) D48 5 4.8199 -3.73418 3 42 (-)3.28 0.26 216 4.02 15 (25) D49 0 -2.208 -2.72754 30 45 3 42 (-)2.38 0.19 216 4.02 15 (25) D49 0.93333 -1.642 -0.72596 3 42 (-)0.62 0.05 216 4.02 15 (25) D49 1.4 -1.688 -2.27E-15 3 42 (-)0 0 216 4.02 15 (25) 5.3.Tính cốt thép cột Tính cốt thép cho cột theo cấu kiện chịu nén lệch tâm. Tính cốt thép đối xứng Fa = F’a. Chọn: a = 3cm => ho = h – a Công thức tính như sau : Đối với cột ta xét các cặp nội lực: │Nmax,min│; │Mmax,min│t.ư Cốt dọc trong cột được bố trí thép đối xứng. Đối với cốt thép cột. Do thực tế là cột chịu uốn nén lệch tâm xiên, nhưng để dễ dàng trong việc tính thép ta xem như cột làm việc theo hai phương độc lập nhau. Dùng các công thức tính cốt thép đối xứng cho cấu kiện CHỊU NÉN LỆCH TÂM (Tiết Diện Chữ Nhật)-SỔ TAY THỰC HÀNH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH –PGS.PTS.VŨ MẠNH HÙNG -Tính độ lệch tâm ban đầu e0=e01+eng Với : . Độ lệch tâm do nội lực: (M;N là momen và lực dọc của cấu kiện) . Độ lệch tâm ngẫu nhiên: . Với h là chiều cao của tiết diện. - Tính hệ số uốn dọc: trong đó: . Lực nén tới hạn: với : .S là hệ số kể tới độ lệch tâm:-khi e0<0.05h thì lấy S=0.84 -khi 0.05h<e0<5h thì lấy -khi e0>5h thì lấy S=0.122 . kdh là hệ số kể tới tính chất dài hạn của tải trọng: Trong đồ án này ta không tách riêng Mdhvà Ndh thì lấy kdh=2. . Môđun đàn hồi của bêtông mác 250 : Eb=2.65x105kG/cm2 . Momen quán tính của tiết diện bêtông: . Môđun đàn hồi của thép : Ea=2.1x106kG/cm2 . Momen quán tính của thép : Ja=mtbh0(0.5h-a)2 Ta giả thiết (hàm lượng thép tổng cộng) Giả thiết a=a’ =(3-4)cm - Tính độ lệch tâm tính toán : - Xác định trường hợp lệch tâm của cấu kiện: * nếu x<a0h0 thì là lệch tâm lớn ta tính cốt thép dọc theo công thức: +với x>2a’ thì : +với x thì : Sau khi tính được diện tích cốt thép ,lấy hàm lượng thép (m) vừa tính được so sánh với hàm lượng thép giả thiết ban đầu. Dm chỉ nên lấy thì kết quả chấp nhận được. Nếu m khác nhiều so với mt giả thiết ban đầu thì ta tính lại Nthvà h. Ta kiểm tra lại hàm lượng thép : Giá trị mmin=0.05%;mmax=3.5% Được lấy trong sách KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP Phần cấu kiện cơ bản .GS,PTS.NGÔ THẾ PHONG (chủ biên). *nếu x>a0h0 thì là lệch tâm bé ta tính cốt thép dọc theo công thức: Với giá trị x’được tính : + khi thì : + khi thì : Với Sau khi tính được diện tích cốt thép kiểm tra lại hàm lượng thép giống như trên -Bố trí cốt thép khung trục 6 xem bản vẽ KC-05,KC-06 BẢNG TÍNH CỐT THÉP CỘT P.tử Tải P(t) M3 (t.m) V2 (t) l (m) b (cm) h (cm) a=a' (cm) T/h LT Fa=Fa' (cm2) m (%) U(cm) C01 COMB17 -175.3283 -5.59757 2.9233 5 30 50 3 LT B 9.14 1.3 320 25(10) C02 COMB7 -198.8344 -0.01868 -3.3884 5 30 60 3 LT B 6.84 0.8 318 25(10) C03 COMB17 -135.595 -4.13253 2.2336 5 30 45 3 LT B 5.04 0.8 218 25(10) C04 COMB12 -135.5982 4.135 -2.2326 5 30 45 3 LT B 5.04 0.8 218 25(10) C05 COMB7 -198.8344 0.01868 3.3902 5 30 60 3 LT B 6.84 0.8 318 25(10) C06 COMB12 -175.3321 5.60038 -2.9223 5 30 50 3 LT B 9.14 1.3 320 25(10) C07 COMB17 -146.9612 -0.53684 2.4488 3.3 30 50 3 LT B 5.64 0.8 218 +116 25(10) C08 COMB7 -167.9446 -0.21834 -2.4212 3.3 30 60 3 LT B 6.84 0.8 318 25(10) C09 COMB17 -112.9799 -1.25929 3.9287 3.3 30 45 3 LT B 5.04 0.8 218 25(10) C10 COMB12 -112.9818 1.26126 -3.9273 3.3 30 45 3 LT B 5.04 0.8 218 25(10) C11 COMB7 -167.9446 0.21834 2.4224 3.3 30 60 3 LT B 6.84 0.8 318 25(10) C12 COMB12 -146.964 0.53766 -2.4474 3.3 30 50 3 LT B 5.64 0.8 218 +116 25(10) C13 COMB17 -119.7011 -0.99905 2.3276 3.3 30 45 3 LT B 5.04 0.8 218 25(10) C14 COMB7 -137.9694 0.04331 2.1299 3.3 30 50 3 LT B 5.64 0.8 218 +116 25(10) C15 COMB7 -91.4672 1.82509 2.8475 3.3 30 40 3 LT B 4.44 0.8 218 25(10) C16 COMB7 -91.4672 -1.82509 -2.8466 3.3 30 40 3 LT B 4.44 0.8 218 25(10) C17 COMB7 -137.9694 -0.04331 -2.1289 3.3 30 50 3 LT B 5.64 0.8 218 +116 25(10) C18 COMB12 -119.7032 0.99992 -2.327 3.3 30 45 3 LT B 5.04 0.8 218 25(10) C19 COMB17 -92.8011 -0.44999 2.1029 3.3 30 45 3 LT B 5.04 0.8 218 25(10) C20 COMB7 -108.3552 -0.00107 1.7257 3.3 30 50 3 LT B 5.64 0.8 218 +116 25(10) C21 COMB7 -71.5977 2.15071 2.6606 3.3 30 40 3 LT B 4.44 0.8 218 25(10) C22 COMB7 -71.5977 -2.15071 -2.6597 3.3 30 40 3 LT B 4.44 0.8 218 25(10) C23 COMB7 -108.3552 0.00107 -1.7247 3.3 30 50 3 LT B 5.64 0.8 218 +116 25(10) C24 COMB12 -92.8026 0.45075 -2.1023 3.3 30 45 3 LT B 5.04 0.8 218 25(10) C25 COMB17 -66.1174 -0.41558 1.8363 3.3 30 40 3 LT L 4.44 0.8 218 25(10) C26 COMB7 -78.815 0.0416 1.3559 3.3 30 45 3 LT L 5.04 0.8 218 25(10) C27 COMB7 -51.697 1.66955 1.8726 3.3 30 35 3 LT L 3.84 0.8 216 25(10) C28 COMB7 -51.697 -1.66955 -1.872 3.3 30 35 3 LT L 3.84 0.8 216 25(10) C29 COMB7 -78.815 -0.0416 -1.3549 3.3 30 45 3 LT L 5.04 0.8 218 25(10) C30 COMB12 -66.1182 0.41627 -1.8351 3.3 30 40 3 LT L 4.44 0.8 218 25(10) C31 COMB7 -39.9746 0.82268 1.6869 3.3 30 40 3 LT L 4.44 0.8 218 25(10) C32 COMB7 -49.437 -0.04157 -0.839 3.3 30 45 3 LT L 5.04 0.8 218 25(10) C33 COMB12 -32.2523 2.59821 1.6036 3.3 30 35 3 LT L 3.84 0.8 216 25(10) C34 COMB17 -32.252 -2.59751 -1.6031 3.3 30 35 3 LT L 3.84 0.8 216 25(10) C35 COMB7 -49.437 0.04157 0.8397 3.3 30 45 3 LT L 5.04 0.8 218 25(10) C36 COMB7 -39.9746 -0.82268 -1.6861 3.3 30 40 3 LT L 4.44 0.8 218 25(10) C37 COMB7 -13.8884 0.18686 -0.8118 3.3 30 40 3 LT L 4.44 0.8 218 25(10) C38 COMB2 -20.2696 0.1757 0.484 3.3 30 45 3 LT L 5.04 0.8 218 25(10) C39 COMB10 -12.5009 1.84616 1.2618 3.3 30 35 3 LT L 3.84 0.8 216 25(10) C40 COMB15 -12.5006 -1.8459 -1.2616 3.3 30 35 3 LT L 3.84 0.8 216 25(10) C41 COMB2 -20.2696 -0.1757 -0.4837 3.3 30 45 3 LT L 5.04 0.8 218 25(10) C42 COMB7 -13.8884 -0.18686 0.8119 3.3 30 40 3 LT L 4.44 0.8 218 25(10) CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN MÓNG 1.SỬ LÝ SỐ LIỆU 1.1 Giới thiệu công trình Công trình là Chung Cư lô C 23-49 Đinh Tiên Hoàng P3 Q Bình Thạnh Thành Phố Hồ Chí Minh có quy mô 9 tầng ,mặt bằng hình chữ nhật axb= 22,2x63,32m . Chiều cao công trình là 32,2m so với mặt nền cốt 0.000.. Kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ kết cấu khung bê tông cốt thép.Các cột tầng trệt tiếp giáp với móng có tiết diện 300x450mm , 300x500mm và 300x600mm 1.2. Số Liệu Địa Chất Công Trình - Công tác khảo sát địa chất phục vụ công trình Chung Cư lô C 23-49 Đinh Tiên Hoàng P3 Q Bình Thạnh Thành Phố Hồ Chí Minh . - Khối lượng khảo sát gồm 01 hố khoan, Độ sâu 30.0 m, mang kí hiệu HK1. Tiến hành lấy 15 mẫu đất nguyên dạng . Các mẫu đất nguyên dạng được lấy bằng ống thành mỏng và được ghi số thứ tự theo độ sâu của hố khoan , được bọc sáp và bảo quản cẩn thận để giữ được độ ẩm và tính chất nguyên dạng của đất ,dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của các lớp đất. - Vì phần thống kê địa chất không có trong nội dung thực hiện đồ án nên ta sử dụng số liệu địa chất ở Bảng tổng hợp kết quả Chỉ Tiêu Cơ Lý Của Đất Nền,Lưu Ký Hố Khoan. của cùng bộ hồ sơ địa chất này. Từ kết quả khoan và thí nghiệm , có thể chia địa tầng địa chất của khu vực khảo sát như sau: LỚP 1.Lớp đất sét hữu cơ : nằm ngay trên bề mặt địa hình với bề dày 6m.Có độ dẻo cao. Trạng thái rất mềm. LỚP 2.Lớp đất sét lẫn bột : nằm dưới lớp đất sét hữu cơ và chiều dài là 9.5m.Có độ dẻo cao. Trạng thái rất mềm. LỚP 3.Lớp đất sét lẫn bột : có chiều dài 9m,Có độ dẻo cao .Trạng thái rất rắn LỚP 4.Lớp sét cát pha: nằm dưới lớp đất sét lẫn bột.Có độ dẻo cao.Có dộ dài là 3m . Trạng thái dẻo mềm. Các lớp đất trên có khả năng chịu tải tương tải trọng của mỗi hạng mục công trình mà chọn giải pháp móng cho hợp lý để bảo đảm sự đối yếu , Vì vậy khi xây dựng công trình , tùy thuộc vào đặc điểm , tính chất cũng như ta ổn định của công trình. MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ Lớp đất Trị tiêu chuẩn Trị tính toán (T/m3) (kg/cm2) (Độ) (T/m3) (kg/cm2) (Độ) Lơp1:Đất sét hữu cơ, độ dẻo cao, trạng thái dẻo mềm, có độ dày lớp trung bình là 6m 1.345 0.084 30 22’ 1.338 0.084 30 20’ Lơp2: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất mềm, có độ dày lớp trung bình là 9.5m 1.479 0.100 40 10’ 1.472 0.100 40 8’ Lơp3: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất rắn, có độ dày lớp trung bình là 9m 1.96 0.548 150 18’ 1.950 0.545 150 13’ Lơp4: Đất sét cát pha, độ dẻo trung bình, trạng thái dẻo mềm, có độ dày lớp trung bình là 3m 1.873 0.169 100 52’ 1.864 0.168 100 48’ Lớp đất Hệ số rỗng e Độ ẩm w% Tỷ trọng hạt Giới hạn chảy dẻo Độ sệt B Hệ số nén a1-2 (cm2/kg) wL wP wI Lớp1 2.981 108 2.576 75.1 41.85 33.55 1.99 0.211 Lớp2 2.271 85.43 2.610 66.3 30.63 35.68 1.54 0.211 Lớp3 0.714 24.7 2.693 54.57 25.5 29.07 0.07 0.211 Lớp4 0.887 31.8 2.682 44.3 21.8 22.5 0.44 0.211 2.Các phương án móng Từ mặt cắt địa chất ta nhận thấy lớp 1, 2 là lớp đất yếu, sức chịu tải thấp, nền đất từ độ sâu 15m trở xuống có các lớp đất số 3, 4 là những lớp đất tương đối tốt có thể truyền tải trọng các lớp đất này. Căn cứ vào tải trọng , đặc điểm địa chất và điều kiện thi công mà ta có thể lựa chọn hai phương án sau: Phương án 1 (móng cọc bê tông cốt thép đài thấp). Ưu điểm Không gây ra tiếng ồn lớn thích hợp cho việc thi công gần khu dân cư. Giá thành rẻ, thích hợp với điều kiện xây chen. Cọc ép thích hợp với công trình có tải trọng vừa Dùng để sữa chữa các công trình bị nghiêng và lunù không đều Dễ kiểm tra chất lựong cọc Nhược điểm Trong điều kiện địa chất gặp các lớp đất cát có chiều dày lớn, các chướng ngại vật, việc hạ cọc trong đất gặp nhiều khó khăn. Sức chịu tải của cọc bị hạn chế do tiế diện và chiều dài cọc không có khả năng mở rộng và phát triển Chỉ áp dụng cho công trình có tải trọng vừa. Phương án 2 (móng cọc khoan nhồi). Ưu điểm Khả năng chịu tải lớn, không ảnh hưởng đến công trình xung quanh, thích hợp cho việc xây chen ở các đô thị . Có thể hạ cọc qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ. Chịu được tải trọng lớn. Nhược điểm Giá thành thi công cao. Dây chuyền công nghệ phức tạp đòi hỏi kĩ thuật cao. Khó kiểm tra chất lượng cọc sau khi đổ. Trước khi tính móng ta phải tìm tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất tại chân cột. Từ kết quả tổ hợp nội lực dưới chân cột của khung trục 3 ta chọn ra các cặp nội lực ra để tính móng. Dể chọn được cặp nội lực nguy hiểm nhất ta tính ứng suất Ta có công thức tính ứng suất: trong đó : F = b*h ; Với b: bề rộng cột. h: chiều cao cột. Ta có bảng tính ứng suất tại chân cột sau: Cột Các cặp nội lực Giá trị Cột trục 1 (30x50)cm Mmax (T.m) -7.11794 1241.74 Ntư (T) -143.092 Mmin (T.m) -6.7234 1585.34 Ntư (T) -157.12 Nmax (T) -175.328 1721.69 Mtư (T.m) -5.59757 Nmin (T) -141.029 1523,38 Mtư (T.m) -3.76943 Qmax (T) 2.9233 Cột trục 2 (30x60)cm Mmax (T.m) 10.5311 1535.7 Ntư (T) -171.117 Mmin (T.m) -2.0549 1052.76 Ntư (T) -168.948 Nmax (T) -198.834 1105.67 Mtư (T.m) -0.01868 Nmin (T) -167.711 1139.9 Mtư (T.m) 6.64162 Qmax (T) 2.405 Cột trục 3 (30x45)cm Mmax (T.m) 5.8017 1359.32 Ntư (T) -2.2336 Mmin (T.m) 0.76117 1289.6 Ntư (T) -131.923 Nmax (T) -135.595 1412.56 Mtư (T.m) 4.13258 Nmin (T) -104.197 1302.59 Mtư (T.m) 5.36648 Qmax (T) 2.2336 3XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG, PHÂN LOẠI MÓNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN MÓNG 3.1. Xác định tải trọng Sơ bộ chọn kích thước các đà kiềng dọc và ngang nhà Đà kiềng ngang nhà là dầm nhiều nhịp có chiều dài là 5m Hđk= () L= (41,6 cm=> chọn Hđk= 35cm Bđk= () Hđk = (20 cm=> chọn Hđk= 20cm Tiết diện đà kiềng: B x H= 20 x 35 Đà kiềng dọc nhà: Hđk= () Lđk= () 450= (37,5 cm Hđk= 35cm => Bđk= 20cm B x H= 20 x 35cm G= n.h= 1,1 x 2500 x 0,2 x 0,35= 192,5kg/m Với tường xây gạch ống dày 20cm, = 330kg/m2 Trọng lượng của tường xây gạch dày 20cm, cao 4,2m Dầm ngang Gt20= n.h= 1,1 x 330 x (4,2 x 0,45)= 1361,25kg/m Dầm dọc Gt20= n.h= 1,1 x 220 x (4,2 x 0,35)= 931,7kg/m Ta quy tải phân bố đều về tải tập trung tại các chân cột GA= [4,5 (192,5 + 931,7) + (192,5 + 1361,25)= 8943,27kg GB= [ (192,5 + 931,7) + (192,5 + 1361,25)= 10298,2kg GC= [4,5 (192,5 + 931,7) + (192,5 + 1361,25)= 8943,27kg Tải trọng được quy đổi về lực tập trung như trên. Sơ đồ tải trọng truyền vào mặt móng như sau: Sơ đồ tải trọng tập trung từ đà kiềng vào cột Để tính toán và thiết kế móng ta đem tải trọng tập trung này cộng dồn vào phản lực tại các chân cột khung trục 6 có giá trị nội lực nguy hiểm nhất để tính toán Cột trục Ntt Mtt Qtt Ntc Mtc Qtc A 184,23 5,597 2,9233 160,2 4,87 2,542 B 181.417 10.5311 3.3884 157.75 9.15 2,946 C 144,595 4,1325 2,234 125,74 3,59 1,94 Sơ đồ tải trọng tập trung vào móng 3.2. Phân loại móng Ta phân loại móng theo sự chênh lệch nhau giữa lực dọc của tổ hợp nội lực trên. Nếu chênh lệch nhau 15% thì xếp chúng cùng một loại móng và tính toán cho loại có nội lực lớn hơn và ngược lại thì chia ra làm hai loại móng khác nhau. Ở đây thiết kế cho công trình này ta thiết kế móng trục A, B, E, F là móng M và trục C, D sẽ là móng M do khoảng cách giữa hai móng nhỏ nên ta sẽ thiết kế móng Mlà móng kép Đề xuất các phương án móng - Căn cứ vào địa chất công trình, tải trọng tác dụng ta có các phương án móng có thể đáp ứng được yêu cầu của địa chất công trình + Phương án 1: Dùng móng cọc Bê tông cốt thép + Phương án 2: Dùng móng cọc khoan nhồi 4Thiết kế tính toán phương án Dùng móng cọc ép Bê tông cốt thép 4.1Chọn chiều sâu đặt đài cọc Chiều sâu đặt cọc yêu cầu nhỏ nhất Hmin= 0,7tg (45- ) = 0,7tg (45- )= 1.27 (m) Với Q là lực cắt ngang là dung trọng đẩy nổi của lớp đất đặt đài B là bề rộng đài chọn sơ bộ là 2m là góc ma sát trong lớp đất đặt đài Ta chọn độ sâu chôn móng tính từ mặt đất tự nhiên là 2m Hd= 2m > Hmin= 1,27m Với độ sâu đáy đài lớn lực Q nhỏ, trong tính toán gần đúng coi như bỏ qua tải trọng ngang Chọn cọc: do đất nền không có tầng đá nên ta chọn loại cọc ma sát để thiết kế móng Kết luận: Dùng cọc Bê tông cốt thép dài đặt vào lớp 1, mũi cọc hạ sâu xuống lớp 3 khoảng 2m (tức là cọc ở độ sâu 17,5m) 4.2Chọn loại vật liệu và kết cấu cọc - Dùng bê tông mác 300 có R= 130kg/ cm2 ; R= 10kg/cm2, cốt thép chịu lực trong đài là thép nhóm AIII có R= 3600kg/cm2 Lớp lót đài là bê tông nghèo # 100 dày 10cm - Đài liên kết ngăn với cột và cọc. Thép của cọc neo trong đài > 20 (chọn 40cm) Chiều dài đoạn cọc neo vào đài là 10cm + Cọc đúc sẵn dùng bê tông mác 300 có R= 130kg/ cm2 ; R= 10kg/cm2 + Dùng tiết diện cọc: do tải trọng truyền xuống móng không lớn nên ta chọn tác dụng cọc là 300 x 300 (cm) + Cốt thép trong cọc nhóm AII, R= 2800kg/ cm2 . Sơ bộ chọn thép bố trí cho cọc là 416 có F= 8,044cm2 + Mũi cọc được gia cường bằng thép dọc 32 thép đai ở hai đầu cọc có bước đai 5cm ở giữa cọc bố trí thưa hơn 10 Cọc đã chia làm hai đoạn 8m. Nối với nhau bản mã 4.3Kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển và cẩu lắp + Khi vận chuyển BIỂU ĐỒ MÔ MEN KHI VẬN CHUYỂN CỌC Trọng lượng cọc trên 1m dài Q=nxxF=1,4x2500x0.3x0.3=315kg/m n=1,4là hệ số khí động M Cọc có h =30cm chọn a =3cm =>h=30-3=27cm Tính A== + Khi cẩu lắp Tính A== Vậy cốt thép trong cọc đã thỏa mãn điều kiện về cẩu lắp và vận chuyển. + Tính thép làm móc treo Lực cho 1 thanh thép chịu khi cẩu lắp Diện tích thép cần thiết: Thép nhóm AI Chọn thép móc treo là Tính toán móc treo neo vào cọc: L Với u=rxd=3,14x1,6=5,024cm 30d=30x1,6=48cm > Vậy ta chọn đoạn thép móc vào trong cọc là 50cm. 4.4 Xác định SCT của cọc theo vật liệu và theo cường độ của đất nền 4.4.1 SCT của dọc theo điều kiện vật liệu PVL= (Rx F + Rx F) Với là hệ số uốn dọc = 1 R, R là cường độ chịu nén tính toán của bê tông và thép R= 130kg/cm2 R= 2800kg/cm2 F, F là diện tích của bê tông và cốt thép dọc F= 30 c 30= 900cm2; F= 8,044cm2 Pvl= 1 (130 x 900 +3800 x 8,044)= 139,5 T 4.4.2 SCT của cọc theo cường độ của đất nền Pct= K là hệ số tin cậy K= 1,4 P= m (mk .x R x K + u ) m là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất vì đây là cọc ép tiết diện vùng đặc có d 0.8m nên lấy m=1 P= m (mx R x K + u m x fx l) m là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất vì đây là cọc ép => m=1 m, m là hệ số điều kiện làm việc của đất, tra bảng ta có: m=1; m= 1 (tra bảng 6.4 trang 115-116) F là diện tích tiết diện ngang chân cọc F= 0,3 x 0,3= 0,09(m2) u là chu vi cọc, u= 0,3 x 4= 1,2(m) l là chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc R là cường độ tính toán của đất dưới chân cọc (tra bảng 6.2 trang 114)ta có: R= 9586 KPa= 958,6T/m2 f là cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc Để tính f ta chia đất thành từng lớp với chiều dày l như hình vẽ: Tra bảng 6-3 (bảng 2.20 TCN 21-86) trang 115 sách “Hướng dẫn đồ án nền móng” của GS.TS Nguyễn Văn QuaÛng – Kỹ sư Nguyễn Hữu Khang ta có giá trị f như sau: Độ sâu trung bình của đất Z (m) Ma sát bean của cọc f(T/m2) Z1 3 f1 0,5 x 2 Z2 5 f2 0,6 x 2 Z3 7 f3 0,6 x 2 Z4 9 f4 0,6 x 2 Z5 11 f5 0,6 x 2 Z6 13 f6 0,6 x 2 Z7 14,75 f7 0,6 x 1,5 Z8 16,5 f8 7,41 x 2 Ta có: P= m (m x R x F + u m x fx l) P= 1 (1 x 958,6 x 0,09 + 1,2 x 22,72) = 113,45 (T) Vậy SCT của cọc theo cường độ của đất nền là: Pđ = = = 81,04 (T) 5. Thiết kế móng 6A, 6B, 6E, 6F (Móng M1) 5.1Tải trọng truyền xuống móng M1 Tải trọng Nmax (T) Ntư ( Tm) Qtư (T) Cột trucï Tính toán 181.23 5.597 2.9233 A,B,E,F Tiêu chuẩn 160.2 4.87 2.542 A,B,E,F 5.2Xác định số lượng cọc trong móng Xác định sơ bộ kích thước đài cọc Khoảng cách giữa các tìm cọc là a 3d = 3 x 0,3= 0,9 m Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tiết diện lên đáy đài P= = = 100,05 (T) Với P là SCT của cọc : P= min ( vật liệu, đất nền) Diện tích sơ bộ của đáy đài: F= = = 1.887(m2) với = 2T/m3 hm là độ sâu đáy đài Kích thước móng được chọn: Fd= (1,9 x 1,7)= 3.23m2 Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất phủ trên đài N= n x F x x hm= 1,1 x 3,23 x 2x2= 14,212 T Xác định số lượng cọc: n= = = 2.76cọc => chọn 4 cọc Kiểm tra lực truyền xuống cọc Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài thực tế N= n x F x x hm = 1,1 x 3,23 x 2x2 = 14,212 T Kiểm tra lực truyền xuống cọc P= = P= 49.75 (T) P= 47,96(T) Điều kiện kiểm tra: P= 49.75T thỏa mãn điều kiện của lực max truyền xuống cọc Và P= 47,96> 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ 5.3 Kiểm tra ổn định của nền nằm dưới móng khối quy ước (theo điều kiện biến dạng (trạng thái giới hạn 2) Nền móng cọc ma sát được kiểm tra theo điều kiện biến dạng. Người ta quan niệm rằng nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc mà đất bao quanh, tải trọng của móng được truyền lên diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng 1 góc = Với = lớp ma sát trong- ứng với lớp đất thứ i mà lớp cọc xuyên qua h là chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua Ta có lớp 1: = 320’ h = 4m lớp 2: = 48’ h = 9,5m lớp 3: = 1513’ h = 2m => = = 5 = = = 120’=> tg120’= 0,023 Chiều dài đáy móng khối quy ước LM= L + 2H x tg= 1,9 + 2 x 15,5 tg= 2,613(m) Chiều rộng đáy móng khối quy ước BM= B + 2H x tg= 1,7 + 2 x 15,5 x 0,023= 2,413(m) Diện tích đáy móng khối quy ước F= BH x Lm= 2,413 x 2,713= 6,55(m2) Xác định trọng lượng móng khối quy ước Trọng lượng đất, bê tông từ đáy đài trở lên mặt đất tự nhiên N= LM x BM x hm x = 2,413 x 2,713 x 2 x 2= 26,19 (T) Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy lớp thứ 1 N= (LM x BM x 4 – d2 x 4 x 4)= (2,413 x 2,713 x 4 – 0,32 x 4 x 4) x 0,395 = 9,77(T) Trọng lượng đất từ đáy lớp 1 trở xuống đến đáy lớp thứ 2 N= (LM x BM x 9,5 – d2 x 9,5 x h) = (2,413 x 2,713 x 9,5 – 0,32 x 9,5 x 4) x 0,492 = 28,92 (T) Trọng lượng bản thân đất từ đáy lớp 2 đến mũi cọc N= (LM x BM x 2 – d2 x 2 x N) = (2,413 x 2,713 x 2 – d2 x 4 x 2) x 0,989= 12,23 (T) Trọng lượng bản thân của cọc là: N= 1,1 x 4 x 0,3 x 0,3 x 2,5 x 15,5= 15,34(T) => N= N+ N+ N+ N= 26,19 + 9,77 +28,92 +12,23 = 77,11 (T) Vậy trọng lượng khối móng quy ước là: Q= N + N= 77,11 + 15,34= 92,45T Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước = = = 43,035 T/m2 = 36.92 T/m2 Ứng suất trung bình thực tế dưới đáy móng quy ước = = = 38.57 T/m2 Xác định cường độ tính toán của đất ở đáy móng khối quy ước R= (1,1 x A x B x + 1,1 x B x H x + 3D x C) Với m, m là hệ số làm việc của đất nền và dạng kết cấu công trình tác động qua lại với đất nền Tra bảng 3-1 sách “Hướng dẫn đồ án nền móng” ta có: Tỷ số => tra bảng 3-1 có m= 1,2; m= 1,1 K= 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thì ngiệm trực tiếp của đất Từ góc ma sát trong II = 1513’ tra bảng 3-2 sách “Hướng dẫn đồ án nền móng” có: A= 0,3284 B= 2,3208 C= 4,88 CII= 0,545kg/cm2 = 5,45 T/m2 là trị tính toán thứ 2 của lực chính đơn vị của đất ngay dưới đáy khối quy ước là trị tính toán thứ 2 của trọng lực riêng của đất tuần tự dưới đáy khối quy ước =0,989 T/m3 là trị tính toán thứ 2 của trọng lực riêng của đất tuần từ đáy khối quy ước trở lên = Vậy cường độ của đất ở đáy khối móng quy ước là: RM= (1,1 x 0,3284 x 2,413 x 0,989 + 1,1 x 2,3208 x17,5 x 0,52 + 3x 4,88 x 5,45) = 137,12 (T/m2) Điều kiện kiểm tra = 43.035 T/m2 < 1,2 RM = 1,2 x 137,12= 164,55 (T/m2) = 38.57 T/m2 < RM= 137,12 T/m2 Vậy nên đất dưới đáy móng khối quy ước ổn định 5.4 Kiểm tra độ lún cho móng cọc Theo “Tiêu chuẩn Việt Nam” độ lún của móng cọc được tính cho lớp đất dưới mũi cọc (tức là dưới đáy móng khối quy ước) Theo “Tiêu chuẩn xây dựng” 45-78, thì giới hạn chịu nén ở độ sâu tại đó có: < 0,2 Ta dùng phương pháp cộng lún từng lớp: S= Với S= Tính độ lún dưới đáy móng khối quy ước LM= 2, 413 m BM= 2,213 m Theo quy phạm thì Elà modun biến dạng của lớp đất, E=211 Ứng suất bản thân tại mũi cọc = = 0,395 x 6 + 0,492 x 9,5 + 0,989 x 2 = 9,022 T/m2 Ứng suất gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối quy ước = - = 38.57 – 9,022 = 29.55 T/m2 Tại giữa các lớp đất ta có trị số = áp lực bản thân = Káp lực gây lún = Trị số htra bảng 3-7 theo sách “ Hướng dẫn đồ án nền móng” ứng với tỷ số: và = = 1,12 Chia nền đất dưới mũi cọc thành các lớp có chiều dày: h = = 0,6 chọn h= 0,8 m Chia nền đất thành các lớp có chiều dày h= 0,8m ta lập bảng tính như sau: stt độ sâu 2z ko 0 0 0 1 29.55 9.022 27.62 1 0.8 0.66 0.869 25.68 10.011 21.45 2 1.6 1.33 0.5827 17.22 11 14.03 3 2.4 1.98 0.367 10.84 11.989 8.995 4 3.2 2.65 0.242 7.15 12.978 6.03 5 4 3.32 0.166 4.91 13.967 4.215 6 4.8 3.97 0.119 3.52 14.956 3.115 7 5.6 4.64 0.0918 2.71 15.9455 2.309 8 6.4 5.3 0.0646 1.908 87.76 Tại độ sâu Z= 5.6 dưới đáy móng quy ước có: = 2.71 < 0,2 x = 0,2 x 15.9455= 3.189 T/m2 Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp Elà modun biến dạng của lớp đất, E=211 kg/cm2 Vậy độ lún dưới móng khối quy ước là: S= x i= Tra bảng 3.5 bảng 16 “Tiêu chuẩn xây dựng” đối với nhà khung bê tông cốt thép có tường chèn được S= 8cm Nên S= 2,7cm < S = 8cm Vậy điều kiện kiểm tra lún cho móng cọc đã thỏa mãn 5.5 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc Kiểm tra chọc thủng Chiều cao đài cọc xây dựng theo điều kiện chọc thủng Sơ bộ chọn hd= 120 (cm) chiều cao làm việc h= hd -10 = 120- 10 = 110cm Kiểm tra điều kiện chọc thủng theo dạng hình tháp Như hình vẽ trên ta thấy đáy tháp nằm trùm ra ngoài các trục các cọc .như vậy đài không bị chọc thủng. Vậy với chiều cao đài cọc hd= 1,2m là thỏa mãn điều kiện chọc thủng 5.6 Tính cốt thép đài cho đài cọc Đài cọc sử dụng bê tông mác 300 có R= 130kg/cm2, R= 10kg/cm2 Có tính thép chịu lực trong đài là nhóm AIII có R= 3600kg/cm Đài có chiều cao hd= 120cm => h= hd -10= 110 (cm) Đài tuyệt đối cứng, coi đài làm việc như bản consol ngàm tại mép cột Theo phương cạnh ngắn: M= r (P+ P) với P= P= P=49.75T = 0,4 (49.08 x 2) = 38,472 Tm F= = = 10.79 cm ,Chọn 1012 a160, chiều dài l=1,8m Theo phương cạnh dài: M= r (P+ P)= 0,4 (49.75 x 2) = 38.472T F= = = 10.79 cm ,Chọn 1012 a180 ,chiều dài l=1,6m 6. Thiết kế móng 6C,6D (Móng M2) 6.1 Tải trọng truyền xuống móng M2 Vì móng M2 có khoảng cách l= 2,2 m nên ta có: Tìm điểm đặt lực => A= 1,1 => B= 1,1 N= 144,59 x 2 x 1,1= 318,098 T Mtc= 8,625 Tm = > Ntc= 4,468 (T) Tải trọng Nmax (T) Mtư ( Tm) Qtư (T) Cột trucï Tính toán 318.098 8.625 4.468 C,D Tiêu chuẩn 276.6 7,5 3,88 C,D 6.2 Xác định số lượng cọc trong móng Xác định sơ bộ kích thước đài cọc Khoảng cách giữa các tìm cọc là a 3d = 3 x 0,3= 0,9 m Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tiết diện lên đáy đài P= = = 100,05 (T) Với P là SCT của cọc : P= min ( vật liệu, đất nền) Diện tích sơ bộ của đáy đài: F= = = 3,32(m2) với = 2T/m3 hm là độ sâu đáy đài Kích thước móng được chọn: Fd= (3,2 x 2,4)= 7,68m2 Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất phủ trên đài N= n x F x x hm= 1,1 x 7,68 x 2x2= 33,79T Xác định số lượng cọc: n= = = 4.02cọc => chọn 5 cọc Kiểm tra lực truyền xuống cọc Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài thực tế N= n x F x x hm = 1,1 x 7.68 x 2,2 = 33.79T Kiểm tra lực truyền xuống cọc P= = P= 71,92(T) P= 68,83 (T) Điều kiện kiểm tra: P= 71,92T thỏa mãn điều kiện của lực max truyền xuống cọc Và P= 68,83> 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ 6.3 Kiểm tra ổn định của nền nằm dưới móng khối quy ước (theo điều kiện biến dạng (trạng thái giới hạn 2) Nền móng cọc ma sát được kiểm tra theo điều kiện biến dạng. Người ta quan niệm rằng nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc mà đất bao quanh, tải trọng của móng được truyền lên diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng 1 góc = Với = lớp ma sát trong- ứng với lớp đất thứ i mà lớp cọc xuyên qua h là chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua Ta có lớp 1: = 320’ h = 4m lớp 2: = 48’ h = 9,5m lớp 3: = 1513’ h = 2m => = = 5 = = = 120’=> tg120’= 0,023 Chiều dài đáy móng khối quy ước LM= L + 2H x tg= 3,4 + 2 x 15,5 tg= 4,113(m) Chiều rộng đáy móng khối quy ước BM= B + 2H x tg= 2,4 + 2 x 15,5 x 0,023= 3,113(m) Diện tích đáy móng khối quy ước F= BH x Lm= 3,113 x 4,113= 12,8(m2) Xác định trọng lượng móng khối quy ước Trọng lượng đất, bê tông từ đáy đài trở lên mặt đất tự nhiên N= LM x BM x hm x = 4,113 x 3.113 x 2 x 2= 51,21 (T) Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy lớp thứ 1 N= (LM x BM x 4 – d2 x 4 x5)= (4,113 x 3,113x 4 – 0,32 x 4 x 5) x 0,395 = 19,52(T) Trọng lượng đất từ đáy lớp 1 trở xuống đến đáy lớp thứ 2 N= (LM x BM x 9,5 – d2 x 9,5 x n) = (4,113 x 3,113 x 9,5 – 0,32 x 9,5 x 5) x 0,492 = 57,74 (T) Trọng lượng bản thân đất từ đáy lớp 2 đến mũi cọc N= (LM x BM x 2 – d2 x 2 x N) = (4,113 x 3,113 x 2 – 0,32 x 5 x 2) x 0,989= 24,43 (T) Trọng lượng bản thân của cọc là: N= 1,1 x 5x 0,3 x 0,3 x 2,5 x 15,5= 19,18(T) => N= N+ N+ N+ N= 51,21 + 19,52 +57,74 +24,43 = 152,9 (T) Vậy trọng lượng khối móng quy ước là: Q= N + N= 152,9 + 19,18= 172,08T Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước = = = 35,9 T/m2 = 34,18 T/m2 Ứng suất trung bình thực tế dưới đáy móng quy ước = = = 35,04 T/m2 Xác định cường độ tính toán của đất ở đáy móng khối quy ước R= (1,1 x A x B x + 1,1 x B x H x + 3D x C) Với m, m là hệ số làm việc của đất nền và dạng kết cấu công trình tác động qua lại với đất nền Tra bảng 3-1 sách “Hướng dẫn đồ án nền móng” ta có: Tỷ số => tra bảng 3-1 có m= 1,2; m= 1,1 K= 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thì ngiệm trực tiếp của đất Từ góc ma sát trong II = 1513’ tra bảng 3-2 sách “Hướng dẫn đồ án nền móng” có: A= 0,3284 B= 2,3208 C= 4,88 CII= 0,545kg/cm2 = 5,45 T/m2 là trị tính toán thứ 2 của lực chính đơn vị của đất ngay dưới đáy khối quy ước là trị tính toán thứ 2 của trọng lực riêng của đất tuần tự dưới đáy khối quy ước =0,989 T/m3 là trị tính toán thứ 2 của trọng lực riêng của đất tuần từ đáy khối quy ước trở lên = Vậy cường độ của đất ở đáy khối móng quy ước là: RM= (1,1 x 0,3284 x 3,113 x 0,989 + 1,1 x 2,3208 x 17,5 x 0,52 + 3x 4,88 x 5,45) = 137,45 (T/m2) Điều kiện kiểm tra = 35,9 T/m2 < 1,2 RM = 1,2 x 137,45= 164,94(T/m2) = 34,18 T/m2 < RM= 137,45 T/m2 Vậy nên đất dưới đáy móng khối quy ước ổn định 6.4 Kiểm tra độ lún cho móng cọc Theo “Tiêu chuẩn Việt Nam” độ lún của móng cọc được tính cho lớp đất dưới mũi cọc (tức là dưới đáy móng khối quy ước) Theo “Tiêu chuẩn xây dựng” 45-78, thì giới hạn chịu nén ở độ sâu tại đó có: < 0,2 Ta dùng phương pháp cộng lún từng lớp: S= Với S= Tính độ lún dưới đáy móng khối quy ước LM= 4,113 m BM= 3,113m Theo quy phạm thì Elà modun biến dạng của lớp đất, E=211 Ứng suất bản thân tại mũi cọc = = 0,395 x 6 + 0,492 x 9,5 + 0,989 x 2 = 9,022 T/m2 Ứng suất gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối quy ước = - = 34,18 – 9,022 = 25,158 T/m2 Tại giữa các lớp đất ta có trị số = áp lực bản thân = Káp lực gây lún = Trị số htra bảng 3-7 theo sách “ Hướng dẫn đồ án nền móng” ứng với tỷ số: và = = 1,32 Chia nền đất dưới mũi cọc thành các lớp có chiều dày: h = = 0,77 chọn h= 0,8 m Chia nền đất thành các lớp có chiều dày h= 0,8m ta lập bảng tính như sau: stt độ sâu 2z ko 0 0 0 1 25,158 9.022 24,294 1 0.8 0,52 0,9315 23,43 10.011 21,06 2 1.6 1,03 0,743 18,69 11 16,245 3 2.4 1,54 0,5476 13,8 11.989 11,768 4 3.2 2,06 0,387 9,736 12.978 8,453 5 4 2,57 0,285 7,17 13.967 6,292 6 4.8 3,08 0,2152 5,414 14.956 4,782 7 5.6 3,6 0,165 4,15 15.9455 3,534 8 6.4 4,11 0,116 2,918  16,934 2,849  9 7,2 4,63 0,107 2,78 99,277 Tại độ sâu Z= 6,4 m dưới đáy móng quy ước có: = 2,918 < 0,2 x = 0,2 x 16,934= 3,38 T/m2 Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp Elà modun biến dạng của lớp đất, E=211 kg/cm2 Vậy độ lún dưới móng khối quy ước là: S= x i= Tra bảng 3.5 bảng 16 “Tiêu chuẩn xây dựng ”sách hướng dẫn đồ án nề móng đối với nhà khung bê tông cốt thép có tường chèn được S= 8cm Nên S= 3cm < S = 8cm Vậy điều kiện kiểm tra lún cho móng cọc đã thỏa mãn 6.5 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc Kiểm tra chọc thủng Chiều cao đài cọc xây dựng theo điều kiện chọc thủng Sơ bộ chọn hd= 120 (cm) chiều cao làm việc h= hd -10= 120- 10 = 110cm Kiểm tra điều kiện chọc thủng theo dạng hình tháp Như hình vẽ trên ta thấy đáy tháp nằm trùm ra ngoài các trục các cọc .như vậy đài không bị chọc thủng. Vậy với chiều cao đài cọc hd= 1,2m là thỏa mãn điều kiện chọc thủng 6.6 Tính cốt thép đài cho đài cọc Đài cọc sử dụng bê tông mác 300 có R= 130kg/cm2, R= 10kg/cm2 Có tính thép chịu lực trong đài là nhóm AIII có R= 3600kg/cm Đài có chiều cao hd= 120cm => h= hd -10= 110 (cm) Đài tuyệt đối cứng, coi đài làm việc như bản consol ngàm tại mép cột Mô men theo phương cạnh ngắn xem như dầm consol ngàm tại mép cột M= r P+ r (P+ P)với P= P= P=P=71,92T = 0,875 x71,92+(0,525x71,92x2) = 138,446 Tm F= = = 38,84 cm ,Chọn 2016 a110, chiều dài l=3,3m Mô men theo phương cạnh dài xem như dầm : Sơ đồ tính: Dùng sáp 2000 ta giải ra dược nội lực của dầm: M= 43,15Tm F= = = 12,1 cm ,Chọn 1712 a200, chiều dài l=2,3m Bố trí cốt thép xem bản vẽ KC – 07, KC – 08 PHƯƠNG ÁN 2. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI I Tải trọng tác dụng xuống móng: M1 trục (I-6) 1/.Tải trọng tính toán: Ntt = 215 (T) Mtt = 11,8 (Tm) Qtt = 4,08 (T) 2/.Tải trọng tiêu chuẩn: Ta lấy hệ số vượt tải n = 1,15 vậy tải trọng tiêu chuẩn là Ntc = 186,95 (T) Mtc = 10,26(Tm) Qtc = 4,08 (T) II/. Trình tự thiết kế  1/ Chọn các thông số về cọc  -Chiều sâu chôn móng là 2m, cao trình đáy móng : -2.00. -Chọn cọc có tiết diện : D=0,6m. -Diện tích cọc : Ab = p D2/4 = 3.1416*0.62/4 = 0.282744 m2 . -Chọn hàm lượng thép trong cọc : m =0.5%. Aa = 1,4137*10 –3 m2 =14,137 cm2 .( 9 Þ 16, a200 , Fa=18,09cm2) -Chọn chiều dài cọc : L c= 18m. -Trọng lượng cọc : 18*0.2827*2.5= 12,72 T 2/. Sức chịu tải của cọc a/ Sức chịu tải theo độ bền vật liệu Cọc khoan nhồi dùng : BT Mác 250 : Rn=130kG/cm2 = 1300T/m2 Thép AII : Ra =2800kG/cm2 =28.000 T/m2. Theo sách hướng dẫn đồ án nền móng của TS Châu Ngọc Ẩn QVL = Ru. Ab +Ran .Aa Trong đó : Ru : Cường độ tính toán của BT cọc nhồi, Ru = Rn/4.5 (khi đổ BT dưới nước hoặc dưới bùn) Ab : diện tích cọc BT. Aa : Diện tích cốt thép Ran : Cường độ tính toán của cốt thép (Ran=Rc/1,5) Þ QVL = 1300/4.5x0,2827 + 28000/1.5x 1,4137*10 –3 = 108,05 T Þ QVL = 108,05 (T) b/ Sức chịu tải theo đất nền b.1/ Theo chỉ tiêu cơ lý : (Phụ lục A) Ta có sức chịu tải cực hạn của cọc là: Qu = m .(mR .Ap.qp + u.Smf.fsi.Li) U: chu vi cọc = p D = 3.14*0.6=1.884 m m = 1 : hệ số điều kiện làm việc của đất . Hệ số xét đến mở rộng mũi cọc: mR =1 Hệ số ma sát giữa cọc và đất mf = 0,6 qp : Mũi cọc được cắm sâu vào lớp đất 6b, theo TTTCXDVN độ sâu của mũi cọc là độsâu trung bình được lấy từ mặt đất tự nhiên, vậy độ sâu của cọc là: 19,5m. Mặt khác lớp đất 6b là cát vừa đến mịn tra bảng suy ra: qp =317T/m2 *Xác định S.fsi.Li :Khi xác định chia đất nền thành những lớp đất nhỏ đồng nhất có chiều dầy mỗi lớp đất £ 2m để tính ma sát bên của cọc. Thực hiện chia đất nền thành từng lớp và tra bảng ta lập bảng tính sau: STT Lớp đất Độ sâu lớp Độ sệt fsi li fsi . li Đất thứ I B (T/m2) (m) (T/m) 1 2 2,50 0,820 0,580 1,0 0,580 2 3,70 1,14 1,4 1,596 3 3 5,15 1,320 1,21 1,5 1,815 4 6,65 1,274 1,5 1,911 5 4 8,05 0,650 1,450 1,3 1,885 6 9,70 1,450 2,0 2,900 7 5 11,55 0,550 2,331 1,7 3,963 8 13,40 2,368 2,0 4,736 9 6a 14,90 Cát chặt vừa,mịn 5,100 1,0 5,100 10 16,20 Cát chặt vừa,mịn 5,220 1,6 8,352 11 6b 17,50 Cát chặt vừa,mịn 5,350 1,0 5,350 12 18,75 Cát chặt vừa,mịn 5,475 1,5 8,213 17,5 46,401 Đối với lớp đất thứ 3 có độ sệt >1, nên không tra bảng mà tính fsi theo công thức sau: Lớp đất 3: +Tại độ sâu 3,7m: sv’=1.5x1.7+1.5x0.708+0.7*0.483= 3,95 T/m2. fs3 =(1-sin 3o 52’)(3,95)xtg3o 52’+0,8= 1,14 T/m2. +Tại độ sâu 5,15m: sv’=1.5x1.7+1.5x0.708+1.4*0.483+0.75x0.483= 4,65 T/m2. => fs3 =(1-sin 3o 52’)(4,65)xtg3o 52’+0,8= 1,21 T/m2 +Tại độ sâu 6,65m: sv’=1.5x1.7+1.5x0.708+2.9*0.483+0.75x0.483= 5,374 T/m2. => fs3 =(1-sin 3o 52’)(5,374)xtg3o 52’+0,8= 1,274 T/m2 Qu = 1x( 1x0,2827x317+1,884x 0,6 x 46,401) = 177 T. *Sức chịu tải cho phép của cọc: Qtc = = 101 (T) .Với: ktc=1.75 (số lượng cọc từ 1-5) b.2/ Theo cường độ đất nền: TÍNH TOÁN f ma sát VÀO THÂN CỌC *Sức chịu tải cực hạn của cọclà: Qu = Qs+ Qp Qu = As x fs + Ap x qp. *Tính sức chịu tải do ma sát: Qs = As x fs = u.S fsi li As : diện tích xung quanh cọc: = p x D xLcọc = 3.14x0,6x17,5 = 32,97m2 AP = p D2/4 = 3.1416*0.62/4 = 0.2827 m2 fsi : Cường độ lực ma sát tác dụng vào thân cọc, tính theo công thức Với: sv’=gihi , ta có Lớp đất 2: sv’=1.5*1,7+0.5*1.677+0.5*0.708=3,742T/m2 (lớp đất đắp có g=1,7T/m3). Lớp đất 3: sv’=3,742+0.5*0.708+2.2*0.483=5,158T/m2. Lớp đất 4: sv’=5,158+2,2*0.483+1,65*0.924=7,745T/m2. Lớp đất 5: sv’=7,745+1,65*0.924+1,85*0.986=11,093T/m2. Lớp đất 6a: sv’=11,093+1,85*0.986+1,3*0.928=14,123T/m2. Lớp đất 6b: sv’=14,123+1,3*0.928+1,25*0.985=16,560T/m2. Thế vào ta có: f2 = (1 – sin6022’).3,742.tg6022’ + 0,99 = 1,502 (T/m2) f3 = (1 – sin3052’).5,158.tg3052’+ 0,8 =1,251 (T/m2) f4 = (1 – sin1007’).7,745.tg1007’ + 1,16= 2,725 (T/m2) f5 = (1 – sin13037’).11,093.tg13037’ + 1,24= 4,115 (T/m2) f6a = (1 – sin2707’).14,123.tg2707’ + 0,245= 5,762 (T/m2) f6b = (1 – sin29030’).16,560.tg29030’ + 0,283 = 6,937 (T/m2). Qs=u.Sfsili =1,884(1.502*1+1.251*4.4+2.725*3.3+4.115*3.7+5.762*2.6+6.937*2.5) = 119,72 (T) *Tính sức kháng mũi cọc: Qp = qp .Ap Ap: diện tích tiết diện ngang: p.D2/4 = 3,14*0,62/4 = 0,2827m2 qp = C.Nc + svp’.Nq + g.d.Ng Từø j = 290 30’ Þ Nc =35,7 ;Nq =21,22;Ng =19,7; C = 0,283 ; g =0,985T/m3 ; svp’=å gi hi ågihi= 16.56+0.985*1.25=17.79 (T/m2) qp = 0,283x35,7 + 17,79x21,22 + 0,985x0,6x19,7 = 399,24 T/m2 Qp = 399,24 x 0,282 = 112,86 (T) ÞQu = Qs + Qp = 119,72 + 112,86 = 232,58 (T) *Sức chịu tải cho phép của cọc: Qa == 97,48 (T) Chọn Pcọc = min(QVL ,Qachỉ tiêu cơ lý ,Qatheo cường độ) = 97,48 (T) 3/. Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc trong đài : a/. Tính số lượng cọc: Chọn khoảng cách giữa các tim cọc là 1d + 1m = 0,6+1 = 1,6m Þ Aùp lực tính tóan giả định do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài: P== = 33,08 (T/m2) * Diện tích sơ bộ đáy đài: Fđ ³ = = 6,51m2 Số lượng cọc: n = ; b=1,3 với SNtt = Ntt + n.gtb.h.Fđcsơ bộ = 215 + 1,1x2x2x6,51 = 243,644 (T) Þ n = = 3,24 Þ chọn 4 cọc Ta bố trí cọc như hình vẽ: (hình vuông) * Cả hai phương +Khoảng cách giữa hai tim cọc 1d + 1m = 0,6 + 1 = 1,6 (m) +Mép cọc cách tim cọc đến mép đài một đọan = 0,5 (m) +Kích thước chính xác của đài là: -Cạnh của đài : 0,5x2 +1,6 = 2,6 (m) -F đ = 2,6x2,6 = 6,76m2 -Chiều cao đài: 1300 – (300 +100) =900 mm =0,9m 4/. Kiểm tra phần thiết kế móng cọc: 4.1/. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: Điều kiện : Qnmax £ Qanén ( Cọc chịu nén) Qminkéo £ Qakéo Vế phải : Qanén = + = (119,72/2 + 112,86/3) = 97,48 (T) Qakéo = = 119,72/2 = 59,86 (T) Vế trái : Qåmax = + = Với SNtt = Ntt + n.gtb.h.Fđcä = 215 + 1,1x2x2x6,76 = 244,74 (T) xi1 = 0,9m ; xnmax = 0,9m ; n = 4 åMđtt =Mtt + Qtt.Hm =11,8 + 4,7x 0,9= 16,03 (T.m) Qmax = + = 65,63 (T) Qmin =-= - = 56,73 (T) Kết luận : Qomax = 65,63 (T) £ Qanén = 97,48 (T) Qomin = 56,73 (T) £ Qakéo = 59,86 (T) Qomin > 0  Không phải kiểm tra nhổ. 4.2/. Kiểm tra điều kiện ổn định của nền dưới đáy móng khối quy ước : Điều kiện £ Rtc £ 1,2Rtc ³ 0 Với : + Xác định góc truyền lực a : a = Góc ma sát trung bình : jtb = åji .hi =1,5x6o22’+4,4x3o52,5’+ 3,3x10o7,5’+ 3,7x13o37’+2,6x27o7’+2,5x29o30’ = 254,65 å hi = 1,5 + 4,4 + 3,3 + 3,7 + 2,6 + 2,5= 18 Góc ma sát trung bình a = =3032’ Þ tga = 0,0617 ÞLp x tga =17,5 x 0,0617 =1,08 (m) *Kích thước đáy móng khối qui ước: Lqư = Bqư = A1 + 2Lptga = 2,4 + 2x1,08 = 4,56 (m) Þ F qư = Lqư x Bqư = 4,56 x 4,56 = 20,79m2 Xác định trọng lượng khối móng qui ước Trọng lượng đáy đài trở lên : N1tc = Lqư . Bqư .h.gtb = 4,56 x 4,56 x 2 x 2 = 83,17 (T) Trọng lượng từ đáy đài trở xuống (không kể trọng lượng cọc) : N2tc = Lqư . Bqư .åhi.gi =(4,56x4,56-4x3,14x0,62 /4 )x(0,708x1+0,483x4,4+0,924x3,3+0,986x3,7+ 0,928x2,6+0,985x2,5) =19,66 x 14,4 = 283,0 (T) Trọng lượng cọc : N3tc = Fc .g .Lc .4 = 0,2827x2,5x17,5x4 = 49,47 (T) Trọng lượng móng khối qui ước : Ntcqư =N1tc + N2tc + N3tc = 83,17 + 283 + 49,47 = 415,64 (T) Tính vế trái: == 28,98 T/m2 SMtc = Mtc + Qtc .hđài =10,26 +4,08 x 0,9 = 13,93 T.m = = 15,8 m3 29,86 T/m2 28,09 T/m2 Tính vế phải: Þ Rtc = m .(A.bqư.g1 + B.Hqư .g2 + Ctc.D ) Trong đó: Ctc = 0,0283 kg/cm2 =0,283T/m2; j = 29o30’; g1 = 0,985T/m3. (dung trọng đẩy nổi) Hqưg2= 2*2+0.78*1+4.4*0.483+3.3*0.924+3.7*0.986+2.6*0.928+2.5*0.985= = 18,48 T/m2 Tra bảng V –5 theo j = 29o30’tính nội suy ta có các hệ số sau: A=1,09 ; B= 5,425 ; D= 7,81. Lấy m = . Þ Rtc =1{ 1,09*4,56*0,985 +5,425*18,48+0,283*7,81} = 107,36 T/m2 Ta thấy: = 28,98 T/m2 < Rtc = 107,36 T/m2 = 29,86 T/m2 < 1,2Rtc = 128,83 T/m2 = 28,09 T/m2 > 0 Þ KL: móng thỏa điều kiện ổn định. 4.3/. Kiểm tra lún dưới đáy móng khối qui ước Sơ đồ ứng suất do tải bản thân và tải trọng ngoài móng khối qui ước -Ta dùng tải trọng tiêu chuẩn và quan niệm móng cọc và đất như móng quy ước và coi nó như móng nông trên nền thiên nhiên. Độ lún trong trường hợp này là do nền dưới đáy khối quy ước gây ra ( bỏ qua biến dạng của bản thân các cọc ). -Ta dùng công thức tính lún cho móng trên nền thiên nhiên và theo phương pháp cộng lớp phân tố. * Chiều rộng khối móng quy ước : Bmq = 4,56 m * Chiều cao khối móng quy ước : Hm = 19,5 m * Chiều dày lớp phân tố hi = 0.3Bmq=0.3x4,56 = 1,36 m Xác Định Vùng Nền: +Áp lực gây lún: = 28,98 - 18,48 = 10,5 T/m2 +Ưùng suất bản thân tại đáy móng = 18,48 (T/m2 ) * xác định vùng nền H dưới đáy móng * sgl = k0p , k0 tra bảng phụ thuộc vào và Tính và vẽ szbt và szp , xác định vùng nền tính lún: -Tại độ sâu z=1,3m (kể từ đáy móng trở xuống) Ta lập bảng tính toán sau Z(m) 2Z/b L/b K0 0 1,0 1 10,5 18,48 1,3 0,570 0,892 9,366 19,76 2,6 1,140 0,635 6,667 21,04 3,9 1,710 0,417 4,378 22,32 Ta thấy: Như vậy tại độ sâu Z=3,9m thì >5nên ta xem đây là vùng nền và tính lún trong khoảng độ sâu đó. (Chia thành 3 lớp phân tố hi =1,3m) Ta có các công thức tính lún và lập thành bảng sau: P1i = P2i = p1i + Từ p1i và p2i tra biểu đồ cố kết suy ra e1i và e2i Ta có S=åSi =å BIỂU ĐỒ VÀ THÍ NGHIỆM NÉN CỐ KẾT THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT Lớp đất Lớp phân tố Chiều dài 1 lớp Z (m) (T/m2) P1i s gl s gltb P2i e1i e2i Si (T/m2) (T/m2) (T/m2) (T/m2) (cm) Lớp đất 6b 1 1,3 1,3 18,480 19,12 10,5 9,918 29,038 0,665 0,650 1,17 19,76 9,336 2 1,3 2,6 19,76 20,4 9,336 8,0 28,4 0,662 0,652 0,78 21,04 6,667 3 1,3 3,9 21,04 21,68 6,667 5,522 27,202 0,660 0,654 0,469 22,32 4,378 2,419 Từ bảng ta có: S = 2,419 cm < Sgh = 8cm Kết luận: Móng thỏa điều kiện lún. 5/. Tính và bố trí cốt thép trong đài : +Sơ đồ tính là: bản console chịu tác dụng của lực tập trung(Theo hình vẽ). SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN THÉP ĐÀI CỌC +Tính và bố trí cốt thép trong đài: -Bê tông mác 300: Rn = 130 kG/cm2. -Cốt thép AII: Ra=2800kG/cm2. -Lớp BT bảo vệ: a=10 cm => ho = 100 – 10 = 90 cm * Momen theo theo cả 2 phương bằng nhau ( móng hình vuông ) M = L. 2.Q0max = 0,5 x 2 x 97,48 = 97,48 (Tm) * Diện tích cốt thép trong đài : (bố trí cho cả 2 phương) Fa = 42,98 cm2 KL: chọn 18f20 ( Fa1 = 57,74 cm2 ) a=150 BỐ TRÍ THÉP ĐÀI CỌC XEM BẢN VẺ *ĐỐI VỚI CỌC KHOAN NHỒI +Ưu điểm: -Thích hợp và thuận tiện cho việc xây dựng các công trình lân cận, không gây chấn động cao. -Khả năng chịu tải lớn. -Có khả năng mở rộng chiều dài và đường kính cọc đến mức tối đa. -Lượng thép ít hơn so với cọc BTCT đóng hoặc ép. -Có thể thi công xuyên qua lớp đá cứng để chịu tải trọng lớn nhất. +Khuyết điểm: -Đòi hỏi kỹ thuật thi công cao và chính xác, thiết bị thi công chuyên dùng, vận chuyển trong thành thị khó khăn. -Khó khăn trong việc kiểm tra chất lượng BT gây tốn kém. -Dễ thất thoát BT trong khi thi công. -Ma sát cọc bị giảm đi do tạo lổ khoan. công trình. Hiện nay, đa số các công trình có tải trọng lớn thường thi công cọc khoan nhồi vừa thuận tiện thi công vừa ổn định lâu dài cho công trình. Trên đây là toàn bộ thuyết minh và tính toán cho khu chung cư 9 tầng ------------*********--------------