Đồ án Chung cư cao tầng Quận Bình Thạnh

70 4.45 3þ18 7.63 0.66 7 25x50 13520 11.29 3þ22 11.4 1 CD 0 25x50 18090 15.55 5þ20 15.71 1.36 3.75 25x50 8240 6.67 3þ18 7.63 0.66 7.5 25x50 10950 9.01 3þ20 9.42 0.82 Dầm tầng mái AB 0 25x50 7320 7.32 2þ22 7.6 0.66 3.75 25x50 11820 11.82 3þ22 11.4 1 7.5 25x50 20130 20.13 5þ22 19 1.65 BC 0 25x50 14290 14.29 3þ22 11.4 1 3.5 25x50 4550 4.55 2þ18 5.09 0.44 7 25x50 14180 14.18 3þ22 11.4 1 CD 0 25x50 20130 20.13 5þ22 19 1.65 3.75 25x50 11820 11.82 3þ22 11.4 1 7.5 25x50 7320 7.32 2þ22 7.6 0.66 2.)Tính cốt thép cột : Cơ sở lý thuyết để tính cốt thép cho cột : + Tính độ tâm ban đầu : eo = e01 + eng Với : e01 - độ lệch tâm do moment , e01 = ; eng - độ lệch tâm ngẫu nhiên do sai lệch kích thước khi thi công và do độ bêtông không đồng nhất , eng = Đối với cột biên có cộng thêm độ lệch tâm do sự thay đổi tiết diện cột . Với Ntrên , Ndưới : lực dọc tầng trên, tầng dưới ; ehh : độ lệch tâm hình học do thay đổi tiết diện + Độ lệch tâm tính toán : e = h.e0 + - a ; e’ = h.e0 - + a’ Trong đó : h = với Nt.n = Jb , Ja : moment quán tính của tiết diện bêtông và toàn bộ cốt thép dọc lấy đối với trục đi qua trung tâm tiết diện và vuông góc với mặt phẳng uốn. S : hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm . Khi e0 5h lấy S = 0,122 Khi 0,05h £ e0 £ 5h thì S = Kdh : hệ số kể đến tác dụng dài hạn của tải trọng Kdh = 1 + + Xác định trường hợp lệch tâm : x = ( đặt cốt thép đối xứng ) Nếu x < a0.h0 thì lệch tâm lớn . Nếu x > a0 .h0 thì lệch tâm bé . Trường hợp lệch lớn : x < a0.h0 Nếu x > 2a’ thì : Fa = Fa’= Nếu x £ 2a’thì : Fa = Fa’= Trường hợp lệch tâm bé : x > a0 .h0 Tính x’ ( chiều cao vùng nén ) + Nếu he0 £ 0.2ho thì x’ = h - + Nếu he0 > 0.2ho thì x’=1.8( eo.g.h - he0)+aoho với eo.g.h = 0.4 (1.25h - aoho) Fa = Fa’= Kiểm tra lại m : mmin £ m £ mmax Bảng tính cốt thép cột Tầng Cột Tiết diện Fa = Fa’ ( cm2) Chọn thép Fa (chọn) (cm2) µ (%) Tầng trệt A 30x60 44.1 7þ28 43.1 2.5 B 40x70 65.9 9þ30 63.62 2.8 C 40x70 65.9 9þ30 63.62 2.8 D 30x60 44.1 7þ28 43.1 2.5 Tầng 1 A 30x60 41.6 7þ28 43.1 2.5 B 40x70 60.1 9þ30 63.62 2.8 C 40x70 60.1 9þ30 63.62 2.8 D 30x60 36.5 6þ28 36.95 2.1 Tầng 2 A 30x50 37.5 6þ28 36.95 2.6 B 35x65 46.2 7þ28 43.1 2.3 C 35x65 46.2 7þ28 43.1 2.3 D 30x50 37.5 6þ28 36.95 2.6 Tầng 3 A 30x50 37.1 6þ28 36.95 2.6 B 35x65 45 7þ28 43.1 2.3 C 35x65 45 7þ28 43.1 2.3 D 30x50 37.1 6þ28 36.95 2.6 Tầng 4 A 30x50 36.5 6þ28 36.95 2.6 B 35x65 43.9 7þ28 43.1 2.3 C 35x65 43.9 7þ28 43.1 2.3 D 30x50 36.5 6þ28 36.95 2.6 Tầng 5 A 30x40 34.8 7þ25 34.36 2.9 B 30x60 33.4 7þ25 34.36 2.3 C 30x60 33.4 7þ25 34.36 2.3 D 30x40 34.8 7þ25 34.36 2.9 Tầng 6 A 30x40 34.3 7þ25 34.36 2.9 B 30x60 30.5 6þ25 29.45 2 C 30x60 30.5 6þ25 29.45 2 D 30x40 34.3 7þ25 34.36 2.9 Tầng 7 A 30x40 33.1 7þ25 34.36 2.9 B 30x60 28.1 6þ25 29.45 2 C 30x60 28.1 6þ25 29.45 2 D 30x40 33.1 7þ25 34.36 2.9 Tầng 8 A 30x30 15.1 4þ22 15.2 1.8 B 30x50 11.1 3þ22 11.4 1.04 C 30x50 11.1 3þ22 11.4 1.04 D 30x30 15.1 4þ22 15.2 1.8 Tầng 9 A 30x30 14.3 4þ22 15.2 1.7 B 30x50 11 3þ22 11.4 1.04 C 30x50 11 3þ22 11.4 1.04 D 30x30 14.3 4þ22 15.2 1.7 Tầng 10 A 30x30 17.8 5þ22 19 2.3 B 30x50 11.4 3þ22 11.4 1.04 C 30x50 11.4 3þ22 11.4 1.04 D 30x30 17.8 5þ22 19 2.3 3.) Tính cốt đai dầm : - Nhịp AB, CD (bxh=300x600): ta chọn giá trị lớn nhất để tính toán và bố trí cho các dầm khác ta thiên về an toàn và tiện trong thi công. Qmax = 16270 kg k1xRkxbxh0 = 0,6x8.8x30x56 = 8870.4 kg k0x Rnxbxh0 = 0,35x110x30x56 = 26950 kg So sánh k1xRkxbxh0 <Qmax <k0x Rnxbxh0 (thoả mãn) Þ Vậy phải tính toán cốt ngang. Điều kiện tính toán cốt đai như sau: Chọn thép đai AI, f 6 đai hai nhánh. Utt = = = 32.6 cm. Umax = = = 76.3 cm. Uct = min(h/3, 30)cm – khi h³ 45 cm = min( h/2, 15)cm – khi h < 45 cm Uct = min(60/3=20 , 30)cm = 20 cm Þ U = min( Utt ,Umax , Uct ) = 20 cm Kiểm tra điều kiện cốt xiên: Qdb ==20763.1 kg Qđb >Qmax bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu lực vì thế không cần tính cốt xiên. Chọn cốt đai vùng có lực cắt nhỏ( giữa nhịp)cốt đai đặt theo cấu tạo: Uct = min(hx3/4, 40)cm – khi h > 30 cm = min( 60x3/4=45, 40)cm = 25 cm. - Nhịp BC (bxh=300x600): ta chọn giá trị lớn nhất để tính toán và bố trí cho các dầm khác ta thiên về an toàn và tiện trong thi công. Qmax = 15460 kg k1xRkxbxh0 = 0,6x8.8x30x56 = 8870.4 kg k0x Rnxbxh0 = 0,35x110x30x56 = 26950 kg So sánh k1xRkxbxh0 <Qmax <k0x Rnxbxh0 (thoả mãn) Þ Vậy phải tính toán cốt ngang. Điều kiện tính toán cốt đai như sau: Chọn thép đai AI, f 6 đai hai nhánh. Utt = = = 36.1 cm. Umax = = = 80.3 cm. Uct = min(h/3, 30)cm – khi h³ 45 cm = min( h/2, 15)cm – khi h < 45 cm Uct = min(60/3=20 , 30)cm = 20 cm Þ U = min( Utt ,Umax , Uct ) = 20 cm Kiểm tra điều kiện cốt xiên: Qdb ==20763.1 kg Qđb >Qmax bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu lực vì thế không cần tính cốt xiên. Chọn cốt đai vùng có lực cắt nhỏ( giữa nhịp)cốt đai đặt theo cấu tạo: Uct = min(hx3/4, 40)cm – khi h > 30 cm = min( 60x3/4=45, 40)cm = 25 cm. PHẦN 3 : NỀN MÓNG (50%) CHƯƠNG 1 : XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT ****************** I. GIỚI THIỆU ĐỊA CHẤT TẠI NƠI XÂY DỰNG: 1. MỞ ĐẦU: Công tác khoan khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế kỹ thuật công trình được thực hiện với khối lượng gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 30 m. Mang ký hiệu HK1, HK2, HK3. Tổng độ sâu đã khoan là 90 m, với 45 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của các lớp đất. 2. CẤU TẠO ĐỊA CHẤT: Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu đã khảo sát là 30 m, nền đất tại đây được cấu tạo bởi 8 lớp đất, thể hiện trên hình trụ hố khoan, theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau: 2.1. Lớp đất số 1: Trên mặt là nền cỏ mọc, đất đen lẫn cát. Bên dưới là lớp cát mịn lẫn đất bột, trạng thái rất bời rời. Bề dày lớp đất số 1 tại HK1 = HK2 = HK3 = 0.6 m. 2.2. Lớp đất số 2: Sét pha cát, màu xám vân vàng, độ dẻo trung bình, trạng thái mềm; có bề dày tại HK1, HK2, HK3 = 6.5 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau: + Dung trọng đẩy nổi :γđn = 0,875 g/cm3 ; Dung trọng tự nhiên :γw = 1,807 g/cm3 + Lực dính đv: C= 0,086 kG/cm2 ; Góc ma sát trong :j= 9 048´ ; Độ ẩm :W= 29.6% 2.3. Lớp đất số 3: Sét pha nhiều cát, màu xám trắng đốm vàng đến vàng nhạt, độ dẻo trung bình, trạng thái dẻo mềm; có bề dày tại HK1 = 2,7 m, HK2 và HK3 = 2,9 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau: + Dung trọng đẩy nổi :γđn = 0,49 g/cm3 ; Dung trọng tự nhiên :γw = 1,889 g/cm3 + Lực dính đv: C= 0,103 kG/cm2 ; Góc ma sát trong :j= 12036´ ; Độ ẩm :W= 24.4% 2.4. Lớp đất số 4: Cát mịn lẫn bột, màu xám trắng, trạng thái bời rời; có bề dày tại HK1 = 4,5 m, HK2 = 4,4 m, HK3 = 4,6 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau: + Dung trọng đẩy nổi :γđn = 0,906 g/cm3 ; Dung trọng tự nhiên :γw = 1,845 g/cm3 + Lực dính đv: C= 0,041 kG/cm2 ; Góc ma sát trong :j= 26012´ ; Độ ẩm :W= 26.8% 2.5. Lớp đất số 5 : Sét pha nhiều cát , màu vàng nâu đến nâu nhạt đốm xám trắng, độ dẻo cao, trạng thái nữa cứng đến dẻo cứng : có bề dày tại HK1 = 10.6 m, HK2 = 10.5 m, HK3 = 10,7 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau: + Dung trọng đẩy nổi :γđn = 0,970 g/cm3 ; Dung trọng tự nhiên :γw = 1.912 g/cm3 + Lực dính đv: C= 0,025 kG/cm2 ; Góc ma sát trong :j= 29023’ ; Độ ẩm :W= 32.2% 3. TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN: Tính chất vật lý và cơ học của các lớp đất được xác định theo tiêu chuẩn của ASTM và phân loại theo hệ thống phân loại thống nhất, được thống kê trong " Bảng tính chất cơ lý của các lớp đất". Vào thời điểm khảo sát, mực nước ngầm ổn định được ghi nhận ở độ sâu -0.8m so với mặt đất hiện hữu. Đây là các lớp đất có thể được chọn để tựa các mũi cọc bê tông chịu tải trọng lớn. MẶT CẮT ĐỊA CHẤT II. BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ TỪ KẾT QỦA XỬ LÝ THỐNG KÊ Lớp đất Chiều dày lớp Tên đất Hệ số rỗng Đô sệt Độ ẩm Dung trọng (g/cm3) Lực dính Góc ma sát e0 B W(%) C j ttII 2 6.5 Sét pha 0.916 0.81 29.6 0.875 1.807 0.086 9048’ 3 2.8 Sét pha 0.758 0.58 24.4 0.949 1.889 0.103 12036’ 4 4.5 Cát mịn 0.824 - 26.8 0.906 1.845 0.041 26012’ 5 Sét pha 0.687 0.39 32.2 0.97 1.912 0.025 29023’ * Phân tích lựa chọn phương án móng : Với bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý thì ta đưa ra các phương án lựa chọn móng : Cọc đóng : không dùng trong điều kiện xây chen Cọc ép : + Ưu điểm: Có khả năng chịu tải lớn, sức chịu tải của cọc ép với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể chịu tải hàng vài trăm tấn. Không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục các nhược điểm của cọc đóng khi thi công trong điều kiện này. Giá thành rẻ so với phương án móng cọc khác. Công nghệ thi công cọc không đòi hỏi kỹ thuật cao. + Khuyết điểm: Cọc ép sử dụng lực ép tỉnh để ép cọc xuống đất ,do đó chỉ thi công được trong những loại đất như sét mềm,sét pha cát . Đối với những loại đất như sét cứng, cát có chiều dày lớn thì không thể thi công được. Cọc khoan nhồi : + Ưu điểm : - Có khả năng chịu tải lớn. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể đạt đến ngàn tấn. - Không gây ra ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục được các nhược điểm của các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này - Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn. Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m. Trong điều kiện thi công cho phép, có thể mở rộng đáy hoặc mở rộng bên thân cọc với các hình dạng khác nhau như các nước phát triển đang thử nghiệm. - Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thường ít hơn so với cọc đóng(đài thấp). -Có khả năng thi công cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ. + khuyết điểm : - Giá thành phần nền móng thường cao hơn khi so sánh với các phương án móng cọc khác như cọc ép và cọc đóng. - Theo tổng kết sơ bộ, đối với các công trình nhà cao tầng không lớn lắm (dưới 12 tầng), kinh phí xây dựng nền móng thường lớn hơn 2 - 2.5 lần khi so sánh với các cọc ép. Tuy nhiên, nếu số lượng tầng lớn hơn, tải trọng công trình đòi hỏi lớn hơn, lúc đó giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý. - Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, để tránh các hiện tượng phân tầng (có lỗ hổng trong bê tông) khi thi công đổ bê tông dưới nước có áp, có dòng thấm lớn hoặc đi qua các lớp đấy yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, cát nhỏ, cát bụi bão hoà thấm nước). - Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông trong cọc thường phức tạp gây nhiều tốn kém trong quá trình thực thi. - Việc khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lỗ khoan không bảo đảm và dễ bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc. - Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ . CHƯƠNG 2 : MÓNG CỌC ÉP BTCT I/ KHÁI QUÁT VỀ CỌC ÉP : Cọc ép bê tông cốt thép được thiết kế chủ yếu cho các công trình dân dụng và công nghiệp. Đối với việc xây dựng nhà cao tầng ở Thành phố Hồ Chí Minh trong điều kiện xây chen, khả năng áp dụng cọc ép tương đối phổ biến Cọc ép có các ưu khuyết điểm sau: + Ưu điểm: Có khả năng chịu tải lớn, sức chịu tải của cọc ép với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể chịu tải hàng vài trăm tấn. Không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục các nhược điểm của cọc đóng khi thi công trong điều kiện này. Giá thành rẻ so với phương án móng cọc khác. Công nghệ thi công cọc không đòi hỏi kỹ thuật cao. + Khuyết điểm: - Cọc ép sử dụng lực ép tỉnh để ép cọc xuống đất ,do đó chỉ thi công được trong những loại đất như sét mềm,sét pha cát . Đối với những loại đất như sét cứng, cát có chiều dày lớn thì không thể thi công được. II/ CHỌN VẬT LIỆU LÀM CỌC: - Bê tông cọc chọn Mác 300 ( Rn = 130 kg/cm2). - Bê tông đài chọn Mác 300 ( Rn = 130 kg/cm2). - Thép đài và cọc chọn loại AII ® Ra= 2800 kg/cm2 - Chọn chiều sâu chôn móng hm ³ 0.7tg(450- )=0.7tg(450-)=1.2m chọn hm = 2,0m ® Như vậy móng sẽ đặt trực tiếp lên lớp đất thứ 2(sét pha trạng thái vừa). Móng trục A Móng trục B Móng trục C Móng trục D Ntt (T) 247.29 431.09 431.09 247.29 (Tm) 12.86 14.05 14.05 12.86 (T) 8.52 10.43 10.43 8.52 III -Tính toán móng M1 : ( TRỤC B ) Ntt = 431.09 (T) Ntc = 374.86 (T) 14.05 (Tm) 12.21 (Tm) 10.43(T) 9.07 (T) Chọn vật liệu làm cọc bt#300 có Rn=130kg/cm2=1300t/m2 , Rk=10kg/cm2=100t/m2 Chọn cọc vuông tiết diện (300x300), L=20.5m. Với 0.4m đầu cọc đập vỡ lấy thép neo vào đài và 0.1m cọc ngàm vào đài. Do đó chiều dài còn lại của cọc là Lcọc=L-0.5=20 (m) Diện tích tiết diện cọc là: Fcọc=0.3x0.3=0.09 m2 Chu vi cọc: U=4xa=1.2m Diện tích cốt thép cọc lấy 4þ20 có Fthép=0.001256 m2 Dùng thép AII có Ra=Ra’=2800kg/cm2=28000 T/m2 Xác định sức chịu tải của cọc 1.1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu PVL=m(Rct*Fct+Rbt*Fbt) với m: hệ số làm việc tra bảng (m=0.8) Rbt,Fbt : cường độ chịu nén giới hạn của BT và tiết diện cọc Rct,Fct : cường độ chịu kéo của thép và diện tích cốt thép trong cọc Pvl=0.8(28000x0.001256 +1300x0.09)=152.17(T) 1.1.2 Xác định sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý Qtcgh = Trong đó : + Ktc hệ số an toàn lấy bằng 1.4 + Qtc = m (mR xR x F + uå mfx ¦six li) + m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1 + mR ,mf : Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất (tra bảng A.3 : TCX D 205 : 1998) => mR = 1; mf =1 . + R : Cường độ chịu tải ở mũi của cọc (tra bảng A1 TCVN 205-1998) => R=336 T/m2 (độ sâu 22m). + F : Diện tích mũi cọc F = (0.3 x 0.3) = 0,09 m2 + u : Chu vi tiết diện ngang cọc = 4 x 0.3 = 1.2 m li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc (chiều dày mỗi lớp < 2m). fsi : Cường độ chịu tải mặt bên của cọc ( tra bảng A2 TCVN 205-1998) Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát : STT Độ sệt B hi (m) Zi (m) fsi hif i 1 0.81 1.5 2.75 0.76 1.14 2 0.81 2 4.5 0.79 1.58 3 0.81 2 6.5 0.79 1.58 4 0.58 1.8 8.4 2.04 3.67 5 0.58 1 9.8 2.05 2.05 6 1.5 11.05 3.48 5.22 7 2 12.8 3.62 7.24 8 2 14.8 3.78 7.56 9 0.39 1.2 16.4 4.02 4.82 10 0.39 1 17.5 4.09 4.09 11 0.39 2 19 4.18 8.36 12 0.39 2 21 4.31 8.62 55.92 Qtc =mx(mRxRxF+uåmf x¦si xli) = 1(1x336x0.09 + 1.2x55.92) = 97.35(T/m2) Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí : = 69.53(T) Vậy ta có :PVL = 152.17 (T) ; Qtcgh = 69.53(T) Chọn Qtk = min(PVL ; Qtcgh) = Qtcgh = 69.53 (T) để tính toán Xác định số lượng cọc : - Chọn số lượng cọc: 8.8 Vậy ta bố trí móng 9 cọc Kiểm tra lực tác dụng lên cọc : Moment tính toán được xem như không đổi khi đã coi như lực ngang được cân bằng với áp lực bị động của đất . Lực dọc lớn nhất truyền xuống hàng cọc là: - Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện tại đế đài : å Mtt = M + Q ´hm = 14.05 +10.43´2 = 34.91 Tm. Pv = 0.3x0.3x20x2.5x1.1 = 4.95 T P(max,min)= = Pmax=55.52(T) Pmin=42.59(T) > 0 Không cần kiểm tra điều kiện sức chống nhổ của cọc Pmax + Pv = 55.52 + 4.95 = 60.47(T) < Qtcgh=69.53(T) (Thỏa điều kiện sức chịu tải của cọc) Xác định Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: Lm = L+ 2.H.tga Bm = B+ 2.H.tga Trong đó: L , B là khoảng cách giữa 2mép ngoài của 2 cọc biên theo phương a,b H : chiều dài cọc Lm = 2.1 + 2´20´tg(5.43) = 5.9 m Bm = 2.1 + 2´20´tg(5.43) = 5.9 m Þ Fm = 5.9 x 5.9 = 34.81 m2 . - Chiều cao móng khối quy ước: Hm = 20 + 2= 22 m Xác định trọng lượng móng khối qui ước : - Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1 = Fm gtb hm = 34.81 ´ 2.2 ´ 2 = 153.16 (T) - Trọng lượng móng khối quy ước từ đáy đài trở xuống: Q2 = ågihi Fm = 29.5x(4.5x1.807 + 2.8x1.889 + 4.5x1.845 + 8.2x1.912) = 1301.94 (T) -Tổng trọng lượng khối móng quy ước : Qm = Q1 + Q2 = 153.16 + 1301.94 = 1455.1(T) -Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên : gtb = == 1.9 (T/m3) Xác định áp lực tiêu chuẩn của đất nền(Theo sách nền móng củaTS. CHÂU NGỌC ẨN) = ( ABmg II +BHmg’ II +DC II ) . - A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc - g’II : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước - g II : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên . - Lấy ktc = 1 ; m1´ m2 = 1,0 ; Lớp đất dưới mũi cọc có C= 0.025 Với 29023’ thì A=1.09 ; B=5.405 ; D=7.803 Rtc=1x(1.09x5x0.97+5.405x22x0.926+7.803x0.025)=111.78 (T/m2) Kiểm tra ưng suất thực tế dưới đáy móng khối qui ước : - Mômen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: = 12.21 + 9.07´ 22 = 211.75 (T.m) - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åPtc = Ntc + Qm = 374.86 + 1455.1 = 1829.96 (T) -Độ lệch tâm : e = = 0.12 (m) Þ Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước smax = 58.87 T/m2 < 1,2Rtc = 1,2´111.78 = 134.13 (T/m2) smin = 46.26 T/m2 > 0 stb = 52.56 T/m2 < R = 111.78 (T/m2) Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 1.6 Kiểm tra lún của móng khối qui ước : - Độ lún của móng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố Chia lớp đất phía dưới móng khối qui ước thành các lớp phân tố đồng nhất thoả điều kiện: hi = 0.2xBm = 0.2x5.9 = 1.18 (m) Tỉ số : = 1 Lập bảng tính lún: Điểm Độ sâu Z (m) Eo Ko szigl sbt bi 0 0 0 1600 1 31.22 52.56 0.8 1 1.18 0.4 1600 0.96 29.97 53.70 0.8 2 2.36 0.8 1600 0.8 24.97 54.85 0.8 3 3.54 1.2 1600 0.6 18.73 55.99 0.8 4 4.72 1.6 1600 0.449 14.02 57.13 0.8 5 5.9 2 1600 0.336 10.48 58.28 0.8 Giới hạn nền tại điểm có độ sâu 5.9 m kể từ đáy móng khối quy ước vì : thì cho phép tính lún đến độ sâu đó Ta tính lún theo công thức : Sgl= < Sgh = 8 cm Sgl = = 0.07 m < 0.08 m (Thỏa điều kiện về tính lún ) Với giá trị E0 được tra từ bảng nền cố kết ( Theo độ sâu và áp lực dưới dáy móng qui ước). 1.7 Tính toán chiều cao hợp lí của đài cọc : (theo điều kiện chống đâm thủng) Rk : cường độ tính toán của bêtông khi kéo. Utb = 2(bc + ac + x + y) bc,ac : chiều rộng và chiều dài cột. x,y : khoảng cách từ mép cột đến trục hàng cọc khảo sát theo phương chiều dài và chiều rộng của tiết diện cột. (ac = 0.4 m, bc = 0.7 m, x = 0.55 m, y = 0.7 m)chọn bê tông mác 250: Rk = 88 (T/m2) Utb = 2(bc +y +ac +x) = 2(0.4+0.7+0.7+0.55) = 4.7 (m) Pxt = = 43.26 (T) ho= 0.8 (m) => ta chọn h0 = 0.8 m Chọn hđ h0+0.15 = 0.8+0.15 = 0.95 (m) vậy chọn hđ = 1 (m). 1.8 Tính toán và bố trí cốt thép : sơ đồ tính xem như dầm congxon ngàm tại mép cột. + Mô men tương ứng với mặt ngàm I-I : M1 = 3r1 Pmax = 55.52x3x0.55 = 91.61 (T.m) Fa =40.39 (cm2) với h0 = 1-0.1 = 0.9 (m) Chọn 15f18 a100 ; Fa = 38.17 (cm2) + Mô men tương ứng với mặt ngàm II-II : M2 = 3r2Pmax = 55.52 x3x0.7 = 116.59 (Tm) Fa =51.40 (cm2) Chọn 20f18a120 ; Fa = 50.89 (cm2) IV-Tính toán móng M2 : ( TRỤC A ) Ntt = 247.29 (T) Ntc = 215.03 (T) 12.86 (Tm) 11.18 (Tm) 8.52(T) 7.41 (T) Chọn vật liệu làm cọc bt#300 có Rn=130kg/cm2=1300t/m2 , Rk=10kg/cm2=100t/m2 Chọn cọc vuông tiết diện (300x300), L=20.5m. Với 0.4m đầu cọc đập vỡ lấy thép neo vào đài và 0.1m cọc ngàm vào đài. Do đó chiều dài còn lại của cọc là Lcọc=L-0.5=20 (m) Diện tích tiết diện cọc là: Fcọc=0.3x0.3=0.09m2 Chu vi cọc: U=4xa=1.2m Diện tích cốt thép cọc lấy 4þ20 có Fthép=0.001256m2 Dùng thép AII có Ra=Ra’=2800kg/cm2=28000T/m2 Xác định sức chịu tải của cọc 1.1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu PVL=m(Rct*Fct+Rbt*Fbt) với m: hệ số làm việc tra bảng (m=0.8) Rbt,Fbt : cường độ chịu nén giới hạn của BT và tiết diện cọc Rct,Fct : cường độ chịu kéo của thép và diện tích cốt thép trong cọc Pvl=0.8(28000x0.001256 +1300x0.09)=152.17(T) 1.1.2 Xác định sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý Qtcgh = Trong đó : + Ktc hệ số an toàn lấy bằng 1.4 + Qtc = m (mR xR x F + uå mfx ¦six li) + m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1 + mR ,mf : Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất (tra bảng A.3 : TCX D 205 : 1998) => mR = 1; mf =1 . + R : Cường độ chịu tải ở mũi của cọc (tra bảng A1 TCVN 205-1998) => R=336 T/m2 (độ sâu 22m). + F : Diện tích mũi cọc F = (0.3 x 0.3) = 0,09 m2 + u : Chu vi tiết diện ngang cọc = 4 x 0.3 = 1.2 m li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc (chiều dày mỗi lớp < 2m). * fsi : Cường độ chịu tải mặt bên của cọc ( tra bảng A2 TCVN 205-1998) Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát : STT Độ sệt B hi (m) Zi (m) fsi hif i 1 0.81 1.5 2.75 0.76 1.14 2 0.81 2 4.5 0.79 1.58 3 0.81 2 6.5 0.79 1.58 4 0.58 1.8 8.4 2.04 3.67 5 0.58 1 9.8 2.05 2.05 6 1.5 11.05 3.48 5.22 7 2 12.8 3.62 7.24 8 2 14.8 3.78 7.56 9 0.39 1.2 16.4 4.02 4.82 10 0.39 1 17.5 4.09 4.09 11 0.39 2 19 4.18 8.36 12 0.39 2 21 4.31 8.62 55.92 Qtc =mx(mRxRxF+uåmf x¦si xli) = 1(1x336x0.09 + 1.2x55.92) = 97.35(T/m2) Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí : = 69.53(T) Vậy ta có :PVL = 152.17 (T) ; Qtcgh = 69.53(T) Chọn Qtk = min(PVL ; Qtcgh) = Qtcgh = 69.53 (T) để tính toán Xác định số lượng cọc : - Chọn số lượng cọc: 4.97 Vậy ta bố trí móng 6 cọc Kiểm tra lực tác dụng lên cọc : Moment tính toán được xem như không đổi khi đã coi như lực ngang được cân bằng với áp lực bị động của đất . Lực dọc lớn nhất truyền xuống hàng cọc biên là: - Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện tại đế đài : å Mtt = M + Q ´hm = 12.86 +8.52´2 = 29.9 Tm. Pv = 0.3x0.3x20x2.5x1.1 = 4.95 T P(max,min)= = Pmax=59.24(T) Pmin=26.02(T) > 0 Không cần kiểm tra điều kiện sức chống nhổ của cọc Pmax + Pv = 64.19(T) < Qtcgh = 65.38(T) thoả điều kiện sức chịu tải của cọc Xácđịnh Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: Lm = L+ 2.H.tga Bm = B+ 2.H.tga Trong đó: L , B là khoảng cách giữa 2mép ngoài của 2 cọc biên H : chiều dài cọc Lm = 2.1 + 2´20´tg(5.43) = 5.9 m Bm = 1.2 + 2´20´tg(5.43) = 5 m Þ Fm = 5 x 5.9 = 29.5 m2 . - Chiều cao móng khối quy ước: Hm = 20 + 2= 22 m Xác định trọng lượng móng khối qui ước : - Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1 = Fm gtb hm = 29.5 ´ 2.2 ´ 2 = 129.8 (T) - Trọng lượng móng khối quy ước từ đáy đài trở xuống: Q2 = ågihi Fm = 29.5x(4.5x1.807 + 2.8x1.889 + 4.5x1.845 + 8.2x1.912) = 1103.34 (T) -Tổng trọng lượng khối móng quy ước : Qm = Q1 + Q2 = 129.8 + 1103.34 = 1233.14(T) -Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên : gtb = == 1.9 (T/m3) Xác định áp lực tiêu chuẩn của đất nền(Theo sách nền móng củaTSCHÂU NGỌC ẨN) = ( ABmg II +BHmg’ II +DC II ) . - A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc - g’II : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước - g II : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên . - Lấy ktc = 1 ; m1´ m2 = 1,0 ; Lớp đất dưới mũi cọc có C= 0.025 Với 29023’ thì A=1.09 ; B=5.405 ; D=7.803 Rtc=1x(1.09x5x0.97+5.405x22x0.926+7.803x0.025)=111.78 (T/m2) Kiểm tra ứng suất thực tế dưới đáy móng khối qui ước : - Mômen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: = 11.18 + 7.41´22 = 174.2 (T.m) - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åPtc = Ntc + Qm = 215.03 + 1233.14 = 1448.17 (T) -Độ lệch tâm : e = = 0.12 (m) Þ Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước smax = 54.98 T/m2 < 1,2Rtc = 1,2´111.78 = 134.13 (T/m2) smin = 43.19 T/m2 > 0 stb = 49.08 T/m2 < Rtc = 111.78 (T/m2) Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 1.6 Kiểm tra lún của móng khối qui ước : - Độ lún của móng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố Chia lớp đất phía dưới móng khối qui ước thành các lớp phân tố đồng nhất thoả điều kiện: hi = 0.2xbm = 0.2x5 = 1 (m) Tỉ số : = 1.2 Lập bảng tính lún: Điểm Độ sâu Z (m) Eo Ko szigl sbt bi 0 0 0 1600 1 26.51 47.85 0.8 1 1 0.4 1600 0.968 25.66 58.82 0.8 2 2 0.8 1600 0.83 22 49.79 0.8 3 3 1.2 1600 0.652 16.17 50.76 0.8 4 4 1.6 1600 0.496 13.15 51.73 0.8 5 5 2 1600 0.379 10.04 52.7 0.8 Giới hạn nền tại điểm có độ sâu 5 m kể từ đáy móng khối quy ước vì : thì cho phép tính lún đến độ sâu đó Ta tính lún theo công thức : Sgl= < Sgh = 8 cm Sgl = = 0.05 m < 0.08 m (Thỏa điều kiện về tính lún ) Với giá trị E0 được tra từ bảng nền cố kết ( Theo độ sâu và áp lực dưới dáy móng qui ước). 1.7 Tính toán chiều cao hợp lí của đài cọc : (theo điều kiện chống đâm thủng) Rk : cường độ tính toán của bêtông khi kéo. Utb = 2(bc + ac + x + y) bc,ac : chiều rộng và chiều dài cột. x,y : khoảng cách từ mép cột đến trục hàng cọc khảo sát theo phương chiều dài và chiều rộng của tiết diện cột. (ac = 0.3 m, bc = 0.6 m, x = 0.6 m, y = 0.15 m) chọn bê tông mác 250: Rk = 88 (T/m2) Utb = 2(bc +y +ac +x) = 2(0.3+0.6+0.6+0.15) = 3.3 (m) Pxt = = 41.42 (T) ho= 0.7 (m) => ta chọn h0 = 0.8 m Chọn hđ h0+0.15 = 0.8 + 0.15 = 0.95 (m) vậy chọn hđ = 1 (m). 1.8 Tính toán và bố trí cốt thép trong đài : sơ đồ tính xem như dầm congxon ngàm tại mép cột. + Mô men tương ứng với mặt ngàm I-I : M1 = 2r1Pmax = 59.24x2x0.6 = 71.08 (T.m) Fa =31.04(cm2) với h0 = 1 - 0.1 = 0.9 (m) Chọn 12f18a200 ; Fa = 30.53 (cm2) + Mô men tương ứng với mặt ngàm II-II : M2 = 3r2Pmax = 59.24 x (3x0.15) = 26.65 (Tm) Fa =11.75(cm2) Chọn 6f16a250 ; Fa = 12.06 (cm2) CHƯƠNG 3 : MÓNG CỌC KHOAN NHỒI I/ KHÁI QUÁT VỀ CỌC KHOAN NHỒI : - Cọc khoan nhồi là loại cọc được đổ bêtông tại chỗ và thi công bằng các phương pháp khác nhau tùy theo yêu cầu truyền tải của công trình . - Trong những năm 80, ở nước ta đã sử dụng loại cọc khoan nhồi bằng phương pháp tạo lỗ thủ công để tạo nên cọc, cho đến nay đã sử dụng các thiết bị hiện đại để tạo lỗ và nhồi bêtông vào lỗ khoan theo các biện pháp và qui trình thi công khác nhau . - Cọc khoan nhồi được sử dụng rộng rãi trong các ngành cầu đường , trong các công trình thủy lợi, trong những công trình dân dụng và công nghiệp . Đối với việc xây dựng nhà cao tầng ở các đô thị lớn trong điều kiện xây chen, khả năng áp dụng cọc khoan nhồi đã được phát triển và có những tiến bộ đáng kể . - Những ưu, khuyết điểm của cọc khoan nhồi : Những ưu điểm chính cần phát huy triệt để : - Có khả năng chịu tải lớn. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể đạt đến ngàn tấn. - Không gây ra ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục được các nhược điểm của các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này - Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn. Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m. Trong điều kiện thi công cho phép, có thể mở rộng đáy hoặc mở rộng bên thân cọc với các hình dạng khác nhau như các nước phát triển đang thử nghiệm. - Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thường ít hơn so với cọc đóng(đài thấp). -Có khả năng thi công cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ. Những nhược điểm chủ yếu: - Giá thành phần nền móng thường cao hơn khi so sánh với các phương án móng cọc khác như cọc ép và cọc đóng. - Theo tổng kết sơ bộ, đối với các công trình nhà cao tầng không lớn lắm (dưới 12 tầng), kinh phí xây dựng nền móng thường lớn hơn 2 - 2.5 lần khi so sánh với các cọc ép. Tuy nhiên, nếu số lượng tầng lớn hơn, tải trọng công trình đòi hỏi lớn hơn, lúc đó giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý. - Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, để tránh các hiện tượng phân tầng (có lỗ hổng trong bê tông) khi thi công đổ bê tông dưới nước có áp, có dòng thấm lớn hoặc đi qua các lớp đấy yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, cát nhỏ, cát bụi bão hoà thấm nước). - Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông trong cọc thường phức tạp gây nhiều tốn kém trong quá trình thực thi. - Việc khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lỗ khoan không bảo đảm và dễ bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc. - Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ . II/ CHỌN VẬT LIỆU LÀM CỌC: - Bê tông cọc chọn Mác 300 ( Rn = 130 kg/cm2). - Bê tông đài chọn Mác 250 ( Rn = 110 kg/cm2). - Thép đài và cọc chọn loại AII ® Ra= 2800 kg/cm2 - Chọn chiều sâu chôn móng hm ³ 0.7tg(450- )=0.7tg(450-)=1.2m chọn hm = 2,0m ® Như vậy móng sẽ đặt trực tiếp lên lớp đất thứ 2(sét pha trạng thái vừa). Móng trục A Móng trục B Móng trục C Móng trục D Ntt (T) 247.29 431.09 431.09 247.29 (Tm) 12.86 14.05 14.05 12.86 (T) 8.52 10.43 10.43 8.52 III –TÍNH TOÁN MÓNG M1 : ( TRỤC B ) Ntt = 431.09 (T) Ntc = 374.86 (T) 14.05 (Tm) 12.21 (Tm) 10.43(T) 9.07 (T) Chọn vật liệu làm cọc bt#300 có Rn=130kg/cm2=1300t/m2 , Rk=10kg/cm2=100t/m2 Chọn đường kính cọc D =0.6m , L=20.5m. Với 0.4m đầu cọc đập vỡ lấy thép neo vào đài và 0.1m cọc ngàm vào đài. Do đó chiều dài còn lại của cọc là Lcọc=L-0.5=20 (m) Diện tích tiết diện cọc là: Fcọc==0.283m2 Chu vi cọc: U==1.88m Diện tích cốt thép cọc lấy 10þ20 có Fthép=0.00314 m2 Dùng thép AII có Ra=Ra’=2800kg/cm2=28000 T/m2 1.1 Xác định sức chịu tải của cọc : 1.1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu PVL=m(Rct*Fct+Rbt*Fbt) với m: hệ số làm việc tra bảng (m=0.8) Rbt,Fbt : cường độ chịu nén giới hạn của BT và tiết diện cọc Rct,Fct : cường độ chịu kéo của thép và diện tích cốt thép trong cọc Pvl=0.8(28000x0.00314 +1300x0.283)=364.66(T) 1.1.2 Xác định sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý Qtcgh = Trong đó : + Ktc hệ số an toàn lấy bằng 1.4 + Qtc = m (mR xR x F + uå mfx ¦six li) + m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1 + mR ,mf : Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất (tra bảng A.3 : TCX D 205 : 1998) => mR = 1; mf =0.6. + R : Cường độ chịu tải ở mũi của cọc (tra bảng A1 TCVN 205-1998) => R=336 T/m2 (độ sâu 22m). + F==0.283m2 : Diện tích mũi cọc + u : Chu vi tiết diện ngang cọc = 1.88m li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc (chiều dày mỗi lớp < 2m). fsi : Cường độ chịu tải mặt bên của cọc ( tra bảng A2 TCVN 205-1998) Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát : STT Độ sệt B hi (m) Zi (m) fsi hif i 1 0.81 1.5 2.75 0.76 1.14 2 0.81 2 4.5 0.79 1.58 3 0.81 2 6.5 0.79 1.58 4 0.58 1.8 8.4 2.04 3.67 5 0.58 1 9.8 2.05 2.05 6 1.5 11.05 3.48 5.22 7 2 12.8 3.62 7.24 8 2 14.8 3.78 7.56 9 0.39 1.2 16.4 4.02 4.82 10 0.39 1 17.5 4.09 4.09 11 0.39 2 19 4.18 8.36 12 0.39 2 21 4.31 8.62 55.92 Qtc =mx(mRxRxF+uåmf x¦si xli) = 1(1x336x0.283 + 1.88x0.6x55.92) = 158.16(T/m2) Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí : = 112.97(T) Vậy ta có :PVL = 364.66 (T) ; Qtcgh = 112.97(T) Chọn Qtk = min(PVL ; Qtcgh) = Qtcgh = 112.97 (T) để tính toán Xác định số lượng cọc : Khi khoảng cách giữa các cọc là 3d thì ứng suất trung bình dưới đáy đài : (T/m2) (T/m2) (m2) Tính lại trọng lượng của bệ tính toán : =(T) (T) (cọc) Xét ảnh hưởng của moment ta tăng số lượng cọc : (cọc) chọn 6 cọc Kiểm tra lực tác dụng lên cọc : Moment tính toán được xem như không đổi khi đã coi như lực ngang được cân bằng với áp lực bị động của đất . Lực dọc lớn nhất truyền xuống hàng cọc là: - Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện tại đế đài : å Mtt = M + Q ´hm = 14.05 +10.43´2 = 34.91 Tm. P(max,min)= = Pmax=78.42(T) Pmin=68.73(T) > 0 Không cần kiểm tra điều kiện sức chống nhổ của cọc Pmax = 78.42 < Qtcgh =112.97(T) (Thỏa điều kiện sức chịu tải của cọc) Xác định Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: Lm = L+ 2.H.tga Bm = B+ 2.H.tga Trong đó: L , B là khoảng cách giữa 2mép ngoài của 2 cọc biên theo phương a,b H : chiều dài cọc Lm = 4.2 + 2´20´tg(5.43) = 8 m Bm = 2.4 + 2´20´tg(5.43) = 6.2 m Þ Fm = 8x6.2 = 49.6 m2 . - Chiều cao móng khối quy ước: Hm = 20 + 2= 22 m Xác định trọng lượng móng khối qui ước : - Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1 = Fm gtb hm = 49.6 ´ 2.2 ´ 2 = 218.24 (T) - Trọng lượng móng khối quy ước từ đáy đài trở xuống: Q2 = ågihi Fm = 49.6x(4.5x1.807 + 2.8x1.889 + 4.5x1.845 + 8.2x1.912) = 1815.03 (T) -Tổng trọng lượng khối móng quy ước : Qm = Q1 + Q2 = 218.24 + 1815.03 = 2033.27(T) -Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên : gtb = == 1.86 (T/m3) Xác định áp lực tiêu chuẩn của đất nền(Theo sách nền móng củaTS. CHÂU NGỌC ẨN) = ( ABmg II +BHmg’ II +DC II ) . - A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc - g’II : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước - g II : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên . - Lấy ktc = 1 ; m1´ m2 = 1,0 ; Lớp đất dưới mũi cọc có C= 0.025 Với 29023’ thì A=1.09 ; B=5.405 ; D=7.803 Rtc=1x(1.09x5x0.97+5.405x22x0.926+7.803x0.025)=111.78 (T/m2) Kiểm tra ứng suất thực tế dưới đáy móng khối qui ước : - Mômen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: = 12.21 + 9.07´ 22 = 211.75 (T.m) - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åPtc = Ntc + Qm = 374.86 + 2033.27 = 2408.13 (T) -Độ lệch tâm : e = = 0.08 (m) Þ Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước smax = 51.46 T/m2 < 1,2Rtc = 1,2´111.78 = 134.13 (T/m2) smin = 45.64 T/m2 > 0 stb = 48.55 T/m2 < R = 111.78 (T/m2) Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 1.6 Kiểm tra lún của móng khối qui ước : - Độ lún của móng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố Chia lớp đất phía dưới móng khối qui ước thành các lớp phân tố đồng nhất thoả điều kiện: hi = 0.2xBm = 0.2x6.2 = 1.24 (m) Tỉ số : = 1.2 Lập bảng tính lún: Điểm Độ sâu Z (m) Eo Ko szigl sbt bi 0 0 0 1600 1 31.22 52.56 0.8 1 1.24 0.4 1600 0.96 29.97 53.70 0.8 2 2.48 0.8 1600 0.8 24.97 54.85 0.8 3 3.72 1.2 1600 0.6 18.73 55.99 0.8 4 4.96 1.6 1600 0.449 14.02 57.13 0.8 5 6.2 2 1600 0.336 10.48 58.28 0.8 Giới hạn nền tại điểm có độ sâu 6.2 m kể từ đáy móng khối quy ước vì : thì cho phép tính lún đến độ sâu đó Ta tính lún theo công thức : Sgl= < Sgh = 8 cm Sgl = = 0.07 m < 0.08 m (Thỏa điều kiện về tính lún ) Với giá trị E0 được tra từ bảng nền cố kết ( Theo độ sâu và áp lực dưới dáy móng qui ước). 1.7 Tính toán chiều cao hợp lí của đài cọc : (theo điều kiện chống đâm thủng) Rk : cường độ tính toán của bêtông khi kéo. Utb = 2(bc + ac + x + y) bc,ac : chiều rộng và chiều dài cột. x,y : khoảng cách từ mép cột đến trục hàng cọc khảo sát theo phương chiều dài và chiều rộng của tiết diện cột. (ac = 0.4 m, bc = 0.7 m, x = 1.45 m, y = 0.7 m)chọn bê tông mác 250: Rk = 88 (T/m2) Utb = 2(bc +y +ac +x) = 2(0.4+0.7+0.7+1.45) = 6.5 (m) Pxt = = 68.81 (T) ho= 0.6 (m) => ta chọn h0 = 0.8 m Chọn hđ h0+0.15 = 0.8+0.15 = 0.95 (m) vậy chọn hđ = 1.2 (m). 1.8 Tính toán và bố trí cốt thép trong đài : sơ đồ tính xem như dầm congxon ngàm tại mép cột. + Mô men tương ứng với mặt ngàm I-I : M1 = 2r1 Pmax = 78.42x2x1.45 = 227.41 (T.m) Fa =81.03 (cm2) với h0 = 1.2-0.1 = 1.1 (m) Chọn 25f20 a100 ; Fa = 78.54 (cm2) + Mô men tương ứng với mặt ngàm II-II : M2 = 3r2Pmax = 78.42 x3x0.7 = 164.68 (Tm) Fa =59.41 (cm2) Chọn 19f20a120 ; Fa = 59.69 (cm2) IV-Tính toán móng M2 : ( TRỤC A ) Ntt = 247.29 (T) Ntc = 215.03 (T) 12.86 (Tm) 11.18 (Tm) 8.52(T) 7.41 (T) Chọn vật liệu làm cọc bt#300 có Rn=130kg/cm2=1300t/m2 , Rk=10kg/cm2=100t/m2 Chọn đường kính cọc D =0.6m , L=20.5m. Với 0.4m đầu cọc đập vỡ lấy thép neo vào đài và 0.1m cọc ngàm vào đài. Do đó chiều dài còn lại của cọc là Lcọc=L-0.5=20 (m) Diện tích tiết diện cọc là: Fcọc==0.283m2 Chu vi cọc: U==1.88m Diện tích cốt thép cọc lấy 10þ20 có Fthép=0.00314m2 Dùng thép AII có Ra=Ra’=2800kg/cm2=28000T/m2 1.1 Xác định sức chịu tải của cọc 1.1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : PVL=m(Rct*Fct+Rbt*Fbt) với m: hệ số làm việc tra bảng (m=0.8) Rbt,Fbt : cường độ chịu nén giới hạn của BT và tiết diện cọc Rct,Fct : cường độ chịu kéo của thép và diện tích cốt thép trong cọc Pvl=0.8(28000x0.00314 +1300x0.283)=364.66(T) 1.1.2 Xác định sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý : Qtcgh = Trong đó : + Ktc hệ số an toàn lấy bằng 1.4 + Qtc = m (mR xR x F + uå mfx ¦six li) + m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1 + mR ,mf : Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất (tra bảng A.3 : TCX D 205 : 1998) => mR = 1; mf =0.6 . + R : Cường độ chịu tải ở mũi của cọc (tra bảng A1 TCVN 205-1998) => R=336 T/m2 (độ sâu 22m). + F : Diện tích mũi cọc F = 0.283 m2 + u : Chu vi tiết diện ngang cọc = 1.88 m li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc (chiều dày mỗi lớp < 2m). STT Độ sệt B hi (m) Zi (m) fsi hif i 1 0.81 1.5 2.75 0.76 1.14 2 0.81 2 4.5 0.79 1.58 3 0.81 2 6.5 0.79 1.58 4 0.58 1.8 8.4 2.04 3.67 5 0.58 1 9.8 2.05 2.05 6 1.5 11.05 3.48 5.22 7 2 12.8 3.62 7.24 8 2 14.8 3.78 7.56 9 0.39 1.2 16.4 4.02 4.82 10 0.39 1 17.5 4.09 4.09 11 0.39 2 19 4.18 8.36 12 0.39 2 21 4.31 8.62 55.92 * fsi : Cường độ chịu tải mặt bên của cọc ( tra bảng A2 TCVN 205-1998) Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát : Qtc =mx(mRxRxF+uåmf x¦si xli) = 1(1x336x0.283 + 1.88x0.6x55.92) = 158.16(T/m2) Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí : = 112.97(T) Vậy ta có :PVL = 364.66 (T) ; Qtcgh = 112.97(T) Chọn Qtk = min(PVL ; Qtcgh) = Qtcgh = 112.97 (T) để tính toán Xác định số lượng cọc : Khi khoảng cách giữa các cọc là 3d thì ứng suất trung bình dưới đáy đài : (T/m2) (T/m2) (m2) Tính lại trọng lượng của bệ tính toán : =(T) (T) (cọc) Xét ảnh hưởng của moment ta tăng số lượng cọc : (cọc) chọn 4 cọc Vậy ta bố trí móng 4 cọc Kiểm tra lực tác dụng lên cọc : Moment tính toán được xem như không đổi khi đã coi như lực ngang được cân bằng với áp lực bị động của đất . Lực dọc lớn nhất truyền xuống hàng cọc biên là: - Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện tại đế đài : å Mtt = M + Q ´hm = 12.86 +8.52´2 = 29.9 Tm. P(max,min)= = Pmax= 72.25(T) Pmin=55.64(T) > 0 Không cần kiểm tra điều kiện sức chống nhổ của cọc Pmax < Qtcgh = 112.97(T) thoả điều kiện sức chịu tải của cọc Xácđịnh Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: Lm = L+ 2.H.tga Bm = B+ 2.H.tga Trong đó: L , B là khoảng cách giữa 2mép ngoài của 2 cọc biên H : chiều dài cọc Lm = 2.4 + 2´20´tg(5.43) = 6.2 m Bm = 2.4 + 2´20´tg(5.43) = 6.2 m Þ Fm = 6.2 x 6.2 = 38.44 m2 . - Chiều cao móng khối quy ước: Hm = 20 + 2= 22 m Xác định trọng lượng móng khối qui ước : - Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1 = Fm gtb hm = 38.44 ´ 2.2 ´ 2 = 169.13 (T) - Trọng lượng móng khối quy ước từ đáy đài trở xuống: Q2 = ågihi Fm = 38.44x(4.5x1.807 + 2.8x1.889 + 4.5x1.845 + 8.2x1.912) = 1437.71 (T) -Tổng trọng lượng khối móng quy ước : Qm = Q1 + Q2 = 169.13 + 1437.71 = 1606.84(T) -Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên : gtb = == 1.7 (T/m3) Xác định áp lực tiêu chuẩn của đất nền(Theo sách nền móng củaTSCHÂU NGỌC ẨN) = ( ABmg II +BHmg’ II +DC II ) . - A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc - g’II : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước - g II : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên . - Lấy ktc = 1 ; m1´ m2 = 1,0 ; Lớp đất dưới mũi cọc có C= 0.025 Với 29023’ thì A=1.09 ; B=5.405 ; D=7.803 Rtc=1x(1.09x5x0.97+5.405x22x0.926+7.803x0.025)=111.78 (T/m2) Kiểm tra ứng suất thực tế dưới đáy móng khối qui ước : - Mômen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: = 11.18 + 7.41´22 = 174.2 (T.m) - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åPtc = Ntc + Qm = 215.03 + 1606.84 = 1821.87 (T) -Độ lệch tâm : e = = 0.09 (m) Þ Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước smax = 51.18 T/m2 < 1,2Rtc = 1,2´111.78 = 134.13 (T/m2) smin = 43.60 T/m2 > 0 stb = 47.39 T/m2 < Rtc = 111.78 (T/m2) Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 1.6 Kiểm tra lún của móng khối qui ước : - Độ lún của móng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố Chia lớp đất phía dưới móng khối qui ước thành các lớp phân tố đồng nhất thoả điều kiện: hi = 0.2xbm = 0.2x6.2 = 1.24 (m) Tỉ số : = 1 Lập bảng tính lún: Điểm Độ sâu Z (m) Eo Ko szigl sbt bi 0 0 0 1600 1 26.51 47.85 0.8 1 1.24 0.4 1600 0.968 25.66 58.82 0.8 2 2.48 0.8 1600 0.83 22 49.79 0.8 3 3.37 1.2 1600 0.652 16.17 50.76 0.8 4 4.96 1.6 1600 0.496 13.15 51.73 0.8 5 6.2 2 1600 0.379 10.04 52.7 0.8 Giới hạn nền tại điểm có độ sâu 6.2 m kể từ đáy móng khối quy ước vì : thì cho phép tính lún đến độ sâu đó Ta tính lún theo công thức : Sgl= < Sgh = 8 cm Sgl = = 0.05 m < 0.08 m (Thỏa điều kiện về tính lún ) Với giá trị E0 được tra từ bảng nền cố kết ( Theo độ sâu và áp lực dưới dáy móng qui ước). 1.7 Tính toán chiều cao hợp lí của đài cọc : (theo điều kiện chống đâm thủng) Rk : cường độ tính toán của bêtông khi kéo. Utb = 2(bc + ac + x + y) bc,ac : chiều rộng và chiều dài cột. x,y : khoảng cách từ mép cột đến trục hàng cọc khảo sát theo phương chiều dài và chiều rộng của tiết diện cột. (ac = 0.3 m, bc = 0.6 m, x = 0.6 m, y = 0.75 m) chọn bê tông mác 250: Rk = 88(T/m2) Utb = 2(bc +y +ac +x) = 2(0.3+0.6+0.6+0.75) = 4.5 (m) Pxt = = 58.23 (T) ho= 0.4 (m) => ta chọn h0 = 0.8 m Chọn hđ h0+0.15 = 0.8 + 0.15 = 0.95 (m) vậy chọn hđ = 1 (m). 1.8 Tính toán và bố trí cốt thép trong đài : sơ đồ tính xem như dầm congxon ngàm tại mép cột. + Mô men tương ứng với mặt ngàm I-I : M1 = 2r1Pmax = 72.25x2x0.6 = 86.7 (T.m) Fa =38.22(cm2) với h0 = 1 - 0.1 = 0.9 (m) Chọn 12f20a200 ; Fa = 37.70 (cm2) + Mô men tương ứng với mặt ngàm II-II : M2 = 2r2Pmax = 2x0.75x72.25 = 108.37 (Tm) Fa =47(cm2) Chọn 15f20a250 ; Fa = 47.13 (cm2) SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG Từ các giá trị tính toán của hai phương án móng cọc ép và móng cọc khoan nhồi ta tổng hợp được khối lượng bêtông và cốt thép cho từng phương án móng như sau : KHỐI LƯỢNG BÊTÔNG (m3) KHỐI LƯỢNG THÉP (Tấn) Cọc ép Cọc khoan nhồi Cọc ép Cọc khoan nhồi 36.6 82.2 4.8446 6.53644 Từ kết quả so sánh trên ; ta thấy phương án MÓNG CỌC ÉP BTCT thật sự có lợi hơn phương án MÓNG KHOAN NHỒI về cả hai mặt bêtông và cốt thép Các ưu khuyết điểm của hai loại phương án móng : * Móng cọc ép : Ưu điểm : giá thành rẻ so với các loại cọc khác (cùng điều kiện thi công giá thành móng cọc ép rẻ 2-2.5 lần giá thành cọc khoan nhồi), thi công nhanh chóng, dễ dàng kiểm tra chất lượng cọc do sản xuất cọc từ nhà máy (cọc được đúc sẵn) , phương pháp thi công tương đối dễ dàng, không gây ảnh hưởng chấn động xung quanh khi tiến hành xây chen ở các đô thị lớn ; công tác thí nghiệm nén tĩnh cọc ngoài hiện trường đơn giản . Tận dụng ma sát xung quanh cọc và sức kháng của đất dưới mũi cọc . Khuyết điểm : sức chịu tải không lớn lắm ( 50 ¸350 T ) do tiết diện và chiều dài cọc bị hạn chế ( hạ đến độ sâu tối đa 50m ) . Lượng cốt thép bố trí trong cọc tương đối lớn . Thi công gặp khó khăn khi đi qua các tầng laterit , lớp cát lớn , thời gian ép lâu . * Móng cọc khoan nhồi : Ưu điểm : sức chịu tải của cọc khoan nhồi rất lớn ( lên đến 1000 T ) so với cọc ép , có thể mở rộng đường kính cọc 60cm ®250cm , và hạ cọc đến độ sâu 100m . Khi thi công không gây ảnh hưởng chấn động đối với công trình xung quanh . Cọc khoan nhồi có chiều dài > 20m lượng cốt thép sẽ giảm đi đáng kể so với cọc ép . Có khả năng thi công qua các lớp đất cứng , địa chất phức tạp mà các loại cọc khác không thi công được .` Khuyết điểm : giá thành cọc khoan nhồi cao so với cọc ép , ma sát xung quanh cọc sẽ giảm đi rất đáng kể so với cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ. Biện pháp kiểm tra chất lượng thi công cọc nhồi thường phức tạp và tốn kém , thí nghiệm nén tĩnh cọc khoan nhồi rất phức tạp . Công nghệ thi công cọc khoan nhồi đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao . * Tóm lại : ta chọn phương án MÓNG CỌC ÉP BTCT làm giải pháp nền móng cho công trình vì đây là phương án ít chi phí dễ thi công .