Đồ án Thiết kế Khách sạn 47 Cách Mạng Tháng 8 Quận 3 TP Hồ Chí Minh

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN MÓNG A/ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: Trục cột NTT (T) MTT (TM) QTT (T) A 446.74 25.14 -11.89 B 792.51 47 -14.16 C 360.83 10.56 7.09 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG MÓNG CỔ MÓNG: + TẠI CỘT A: TRỌNG LƯỢNG ĐÀ KIỀNG (30 X50) CM .L=12M G = 1.1 X 0.3 X 0.5 X 2500 X 12 = 4950(KG) TRỌNG LƯỢNG TƯỜNG 200 DÀIL= 4M G = 1.1 X 0.2 X 1800 X (3.2-0.65) X 4 = 4039(KG) TRỌNG LƯỢNG KHUNG TRUYỀN XUỐNG N = 446.74T TỔNG : NTT = 455.73 T + TẠI CỘT B: TRỌNG LƯỢNG ĐÀ KIỀNG (30 X50) CM .L=16M G = 1.1 X 0.3 X 0.5 X 2500 X 16 = 6600(KG) TRỌNG LƯỢNG TƯỜNG 100 DÀI L= 18M G = 1.1 X 0.1 X 1800 X (3.2-0.65) X 18 = 9088(KG) TRỌNG LƯỢNG KHUNG TRUYỀN XUỐNG N = 792.51T TỔNG : NTT = 808.2T + TẠI CỘT C: TRỌNG LƯỢNG ĐÀ KIỀNG (30 X50) CM .L=12M G = 1.1 X 0.3 X 0.5 X 2500 X 12 = 4950(KG) TRỌNG LƯỢNG TƯỜNG 200 L= 8M G = 1.1 X 0.2 X 1800 X (3.2-0.65) X 8 = 8078.4(KG) TRỌNG LƯỢNG TƯỜNG 100 L= 6M G = 1.1 X 0.1 X 1800 X (3.2-0.65) X 6 = 3029(KG) TRỌNG LƯỢNG KHUNG TRUYỀN XUỐNG N = 360.83T TỔNG : NTT = 377T VẬY LỰC TRUYỀN XUỐNG MÓNG SẼ LÀ: Trục cột NTT (T) MTT (TM) QTT (T) NTC (T) MTC (TM) QTC (T) A 455.73 25.14 -11.89 396.286 21.86 10.339 B 808.2 47 -14.16 702.783 40.87 12.313 C 377 10.56 7.06 327.826 9.183 6.139 BÊTÔNG MÁC 250 : Rn = 110( kg/cm2) CỐT THÉP CIII : Ra = 3400( kg/cm2) Rađ = 2700( kg/cm2) 2/ CẤU TẠO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ THUỶ VĂN A/ CẤU TẠO ĐỊA CHẤT : Dựa vào các dữ liệu ghi nhận tại hiện trường và thí nghiệm trong phòng của 60 mẫu đất nguyên dạng ta thành lập được cấu tạo địa chất của khu vực xây dựng “Khách sạn 47- CMT 8 -Q3- TP.HCM “ được cấu tạo bởi 4 lớp đất chính được thể hiện rõ trên các hình trụ địa chất và mặt cắt công trình : Kết quả được mô tả như sau : 1/ Lớp đất số 1 : - Á sét màu xám đỏ vàng ,trạng thái dẻo mềm,trị số chùy tiêu chuẩn N=4-6.Lớp đất có bề dày trung bình h=2,4m. - Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất : + Độ ẩm tự nhiên : W=26,4% + Dung trọng ướt : gw=1,777 (g/cm3). + Dung trọng khô : gk=1,406 (g/cm3). + Sức chịu nén đơn : Qu=0,739 (kg/cm2). + Lực dính đơn vị : C=0,174 (kg/cm2). + Góc ma sát trong : Þ=10°52’ (kg/cm2). 2/ Lớp đất số 2 : - Á sét lẫn nhiều sỏi sạn laterite, màu xám đỏ vàng ,trạng thái cứng đến nửa cứng,trị số chùy tiêu chuẩn N=14-25.Lớp đất có bề dày trung bình h=2,3m. - Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất : + Độ ẩm tự nhiên : W=20,6% + Dung trọng ướt : gw=1,918 (g/cm3). + Dung trọng khô : gk=1,59 (g/cm3). + Sức chịu nén đơn : Qu=1,695 (kg/cm2). + Lực dính đơn vị : C=0,384 (kg/cm2). + Góc ma sát trong : Þ=16°16’ (kg/cm2). 3/ Lớp đất số 3 : - Á sét, màu xám đỏ vàng ,trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng,trị số chùy tiêu chuẩn N=15-29.Lớp đất có bềà dầy trung bình h=2,8m. - Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất : + Độ ẩm tự nhiên : W=21,0% + Dung trọng ướt : gw=1,929 (g/cm3). + Dung trọng khô : gk=1,594 (g/cm3). + Sức chịu nén đơn : Qu=1,688 (kg/cm2). + Lực dính đơn vị : C=0,37 (kg/cm2). + Góc ma sát trong : Þ=15°59’ (kg/cm2). 4/ Lớp đất số 4 : - Cát mịn đến trung, lẫn bột ít sỏi nhỏ màu xám vàng ít đỏtrạng thái chặt vừa ,trị số chùy tiêu chuẩn N=11-23.Lớp đất có bềà dày trung bình h=31,4m. - Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất : + Độ ẩm tự nhiên : W=22,9% + Dung trọng ướt : gw=1,968 (g/cm3). + Dung trọng khô : gk=1,0 (g/cm3). + Lực dính đơn vị : C=0,026 (kg/cm2). + Góc ma sát trong : Þ=29°30’ (kg/cm2). 4’/ Lớp đất số 4’ : - Cát mịn, lẫn bột màu vàng trạng thái bời rời ,trị số chùy tiêu chuẩn N=7-9.Lớp dất có bềà dày trung bình h=3m. - Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất : + Độ ẩm tự nhiên : W=22,9% + Dung trọng ướt : gw=1,968 (g/cm3). + Dung trọng khô : gk=1,0 (g/cm3). + Lực dính đơn vị : C=0,026 (kg/cm2). + Góc ma sát trong : Þ=26°16’ (kg/cm2). 3/ Lớp đất thấu kính : - Á sét, màu xám đỏ vàng ,trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng,trị số chùy tiêu chuẩn N=15-29.Lớp dất có bề dày trung bình h=0,8m.Tại độ sâu 12,8m. - Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất : + Độ ẩm tự nhiên : W=24,2% + Dung trọng ướt : gw=1,961 (g/cm3). + Dung trọng đẩy nổiâ : gdn=0,992 (g/cm3). + Lực dính đơn vị : C=0,37 (kg/cm2). + Góc ma sát trong : Þ=15°37’ (kg/cm2). B/ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT : TÊN CHỈ TIÊU Lớp 1 : Lớp 2 : Lớp 3 : Lớp 4’ : Thấu kính Lớp 4 : Á sét dẻo mềm Á sét lẫn laterite dẻo cứng Á sét nửa cứng Cát mịn lẫn bột rời Á sét dẻo cứng Cát mịn đến trung ít sét chặt vừa Trị số chùy tiêu chuẩn N 4®6 14®25 15®29 7®9 - 11®23 Độ ẩm W% 26,4 20,6 21,0 26,7 24,2 22,9 Dung trọng ướt gw (g/cm3). 1,777 1,918 1,929 1,899 1,961 1,968 Dung trọng khô gk (g/cm3). 1,406 1,59 1,594 1,499 1,579 1,601 Dung trọng đẩy nổi gdn (g/cm3). 0.881 1 1 0,937 0,992 1 Tỷ trọng gs (g/cm3). 2,680 2,701 2,693 2,667 2,691 2,664 Hệ số rỗng eo 0,906 0,699 0,689 0,779 0,704 0,664 Độ rỗng n% 47,5 41,1 40,8 43,8 41,3 39,9 Độ bão hoà S% 78,1 79,6 82,0 91,4 92,5 91,9 Gíới hạn nhão Wnh 31,1 32,2 31,5 - 32,9 - Gíới hạn dẻo Wd 18, 7 18,4 18,6 - 19,2 - Chỉ số dẻo lp 12, 4 13,8 12,9 - 13,5 - Độ sệt B 0,62 0,16 0,19 - 0,36 0.16 Sức chịu nén đơn Qu= (kg/cm2). 0,739 1,695 1,688 - - - Lực dính đơn vị : C= (kg/cm2). 0,174 0,384 0,370 0,019 0,297 0,026 Góc ma sát trong : Þ= (kg/cm2). 10°52’ 16°16’ 15°59’ 26°16’ 15°37’ 29°30’ C/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN LÚN KHÔNG NỞ HÔNG TÊN CHỈ TIÊU Aùp lực P= KG/cm2 Lớp 1 : Lớp 2 : Lớp 3 : Lớp 4’ : Thấu kính Lớp 4 : Á sét dẻo mềm Á sét lẫn laterite dẻo cứng Á sét nửa cứng Cát mịn lẫn bột rời Á sét dẻo cứng Cát mịn đến trung ít sét chặt vừa Hệ số nén a= KG/cm2 ứng với cấp áp lực P bằng 0-1/4 0,265 0,124 0,153 0,212 0,160 0,126 1/4-1/2 0,126 0,069 0,075 0,117 0,078 0,061 ½-1 0,065 0,36 0,037 0,058 0,039 0,031 1-2 0,033 0,018 0,017 0,029 0,020 0,016 2-4 0,016 0,008 0,008 0,015 0,010 0,008 Môdun biến dạng Eo=KG/cm2 ứng với cấp áp lực P bằng 0-1/4 4,254 7,917 6,333 6,583 6,064 10,370 1/4-1/2 8,347 13,994 12,683 11,611 12,100 20,965 ½-1 15,926 26,383 25,041 22,826 23,915 41,033 1-2 30,389 52,196 51,870 44,862 47,260 80,380 2-4 61,392 114,120 107,73 88,145 93,381 160,953 KẾT LUẬN: Kết quả công tác khảo sát địa chất công trình cho vị trí xây dựng khách sạn : với 3 hố khoang sâu 40 m cho thấy các lớp đất ở đây có những đặc điểm: Lớp số 1: Á sét màu xám đỏ vàng ,trạng thái dẻo mềm.Lớp dất có bề dày trung bình h=2,4m,chỉ thích hợp với công trình nhỏ. - Lớp số 2: Á sét lẫn nhiều sỏi sạn laterite, màu xám đỏ vàng ,trạng thái cứng đến nửa cứng.Lớp dất có bề dày trung bình h=2,3m.Thuận lợi cho việc xây dựng công trình. - Lớp số 3: Á sét, màu xám đỏ vàng ,trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng,.Lớp đất có bề dày trung bình h=2,8m. Thuận lợi cho việc xây dựng công trình. Lớp số 4: Cát mịn đến trung, lẫn bột ít sỏi nhỏ màu xám vàng ít đỏtrạng thái chặt vừa .Lớp đất có bề dày trung bình h=31,4m. Thuận lợi cho việc xây dựng công trình. + GIẢI PHÁP NỀN MÓNG : Trong khu vực xây dựng qua 3 lớp đất phía trên đều tốt riêng lớp đất số 4 ở độ sâu 15m trở xuống là lớp đất tương đối tốt để xây dựng công trình nhà cao tầng do đó công trình khách sạn gồm 9 tầng cao 29.1m chọn hai phương án móng như sau :móng cọc BTCT& móng cọc khoan nhồi . B. TÍNH TOÁN CÁC MÓNG: I. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP BTCT: + Chọn chiều sâu chôn móng: h = 2.5m + chọn chiều cao đài: hđ = 1m 1) Chọn các chỉ tiêu về cọc: Chọn cọc vuông (30 x 30 )cm dùng bêtông đúc sẵn , cốt thép 4 Þ16 , chiều dài cọc 8 x2 =16m âm vào đài 0.1m thép neo 30 Þ chọn L = 0.6m. sau khi lắp cọc ta đập bỏ đi 0.5m lấy làm thép chờ. Như vậy chiều dài cọc tính toán là L = 15.358m. 2) Tính sức chịu tải của cọc: + Tính theo vật liệu: Chọn : m = 1 : là hệ số điều kiện làm việc mR = 1 : là hệ số điều kiện làm việc của bêtông PVL = 1 x 0.7 x (1 x 110 x 30 x 30 + 3400x 8.04 ) = 88.44 T/m2 + Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (TCXD205-1998): Ktc = 1.65 hệ số an toàn của cọc ma sát chịu nén , số cọc từ 6 à 10 cọc Qtc : sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát thi công bằng phương pháp ép cọc được sát định theo công thức sau: qp và fs : cường độ chịu tải ở mũi và mặt bên của cọc, tra bảng m = 1 : hệ số điều kiện làm việc của cọc trông đất mR = 1 : hệ số điều kiện làm việc của mũi cọc trông đất mf = 1.1 : hệ số điều kiện làm việc của mặt bên cọc trông đất (vì cát hạt mịn nên chọn mf = 1.1) u = 1.2m : chu vi cọc độ sâu mũi cọc 17.885m cát trung mịn trạng thái chặt vừa đến chặt -à tra bảng 204 sách nền móng của thầy CHÂU NGỌC ẨN chọn q = 210T/m2 được xác định bằng cách tra bảng như sau: Lớp đất Độ sệt B Li(m) Ztb(m) fi(T/m2) u.mfi.Li.fi(T/m2) 2 0.16 2.3 3.55 5.51 20.07 3 0.19 2.8 6.1 5.8 25.72 4 0.16 10.385 12.693 6.85 85.36 Tổng :131.15 + Sức chịu tải tiêu chuẩn là: Qtc = 1 x ( 1x 210 x 0.0625 + 131.15) = 144.27T + Sức chịu tải của cọc theo đất nền: + Sức chịu tải của cọc là: P = min {88.44;87.43} = 87.43T II) TÍNH MÓNG I 1) Xác định số lượng cọc và kích thước móng: + Diện tích sơ bộ của đáy móng: +Trọng lượng sơ bộ của đài và đất trên đài: Nđ = n x Fsb x h x &tb + n x Fsb x h x & = 1.1 x 5.08 x 1.5 x 2 +1.1 x 4.22 x 1x 2.5 = 25.53T + Số lượng cọc: Vậy chọn 7 cọc + kích thước móng: + Diện tích móng: Fm = 5.76m2 2) Kiểm tra chiều sâu đặt móng: vậy chọn: h = 2.5m > 0.7hmin 3) Kiểm tra sức chịu tải của cọc: + Aùp lực đất tác dụng lên cọc biên là: xmax , xi : khoảng cách từ tim cọc biên hay cọc thứ i đến trục đối xứng yy của móng xmax = 0.9m + trọng lượng bản thân cọc: Wc = 1.1 x 2.5 x 15.385 x 0.3 x 0.3 = 3.8T Pmax = 80.16 T < Pc = 87.43T Pmin = 69.59 >0 Vậy cọc không bị nhổ Vậy thoả mản điều kiện về cường độ 4) Kiểm tra lực tác dụng lên nền đất ở phạm vi dưới mũi cọc: + Xác định móng khối quy ước : góc ma sát trong trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên đến đáy đài: góc ma sát trong và chiều dày của lớp đất thứ i GÓC MỞ: + Kích thước của móng khối quy ước : + Diện tích móng khối quy ước: + Lực tác dụng tại đáy móng khối quy ước: Xác định trọng lương thể tích trung bình: + Trọng lượng cọc trong đài: N1= nc.d2.1,1. .Lc = 7 x 0,32 x1,1 x 2,5 x15,385 =26.65 T + Trọng lượng đài và đất trên đài: N2 = n .Fqư.h tb = 1,1 x 31,92 x 2,5 x 2,2 = 193.12T Trọng lượng đất của móng khối quy ước từ đáy đài đến mũi cọc: N3 = n . Fqư.h tb – N1= 1.1 x 31.92 x 0,984 x 15,385 –26.65 = 504.9 T Tổng: Ntt = N1 + N2 +N3 + 455.73 = 1180.4 T + Moment chống uốn của móng khối quy ước: 5) Kiểm tra áp lực dưới đáy móng khối quy ước: 6) Cường độ tính toán của đất nền dưới đáy móng khối quy ước: A = 1.08 , B = 5.325 , D = 7.74 C = 0.26(T/m2) Hqư = 17.885m = 0.881(T/m3) 7) Kiểm tra độ lún: + ứng suất gây lún tại mũi cọc: + ứng suất gây lún dưới mũi cọc: ( kết quả được lập trong bảng tính lún móng 1) + ứng suất bảng thân của từng lớp đất: ( tương tự kết quả được lập trong bảng tính lún móng 1) BẢNG KẾT QUẢ TÍNH LÚN MÓNG 1(phương án cọc ép) Điểm Độ sâu so với đáy móng Z(m) K0 1 0 0.000 1 1 13.22 17.6 2 2 1.7 1 0.449 5.94 19.6 3 4 3.3 1 0.16 2.11 21.6 + Độ lún: 8) Kiểm tra chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng: + KẾT QUẢ: dựa vào hình vẽ ta thấy góc 450 bao trùm lên tất cả các cọc vậy đài không bị xuyên thủng 9) Tính thép : + lực truyền lên các cọc là: Pc = Pmax = 80.16 T + Tính thép theo phương x: Moment tại vị trí sát mép cột là: M= 2 .Pmax .x = 2 x 80.16 x 0.55 = 88.176 T.m + Tính thép theo phương y -Moment tại vị trí sát mép cột là: M= 3 .Pc .x = 3 x 80.16 x 0.7= 168.336T.m III) TÍNH MÓNG 2: 1) Xác định số lượng cọc và kích thước móng: + Diện tích sơ bộ của đáy móng: +Trọng lượng sơ bộ của đài và đất trên đài: Nđ = n x Fsb x h x &tb + n x Fsb x h x & = 1.1 x 9.013 x 1.5 x 2 +1.1 x 7.49 x 1x 2.5 = 45.3T + Số lượng cọc: Vậy chọn 12 cọc + kích thước móng: + Diện tích móng: Fm = 8.25m2 2) Kiểm tra chiều sâu đặt móng: vậy chọn: h = 2.5m > 0.7hmin 3) Kiểm tra sức chịu tải của cọc: + Aùp lực đất tác dụng lên cọc biên là: xmax , xi : khoảng cách từ tim cọc biên hay cọc thứ i đến trục đối xứng yy của móng xmax = 1.35m Pmax = 78.8 T < Pc = 87.43T Pmin = 65.2T > 0 Vậy cọc không bị nhổ Vậy thoả mản điều kiện về cường độ 3) Kiểm tra lực tác dụng lên nền đất ở phạm vi dưới mũi cọc: + Xác định móng khối quy ước : góc ma sát trong trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên đến đáy đài: góc ma sát trong và chiều dày của lớp đất thứ i GÓC MỞ: + Kích thước của móng khối quy ước : + Diện tích móng khối quy ước: + Lực tác dụng tại đáy móng khối quy ước: Xác định trọng lương thể tích trung bình: + Trọng lượng cọc trong đài: N1= nc.d2.1,1. .Lc = 12. 0,32 .1,1 .2,5 .15,385 =45.69 T + Trọng lượng đài và đất trên đài: N2 = n .Fqư.h tb = 1.1 x 37.36 x 2,5 x 2,2 = 226T Trọng lượng đất của móng khối quy ước từ đáy đài đến mũi cọc: N3 = n . Fqư.h tb – N1= 1,1 x 37,36 x 0,984 x 15,385 –45,69 = 576.45 T Tổng: Ntt = N1 + N2 +N3 + 808.2 = 1656.36 + Moment chống uốn của móng khối quy ước: 4) Kiểm tra áp lực dưới đáy móng khối quy ước: 5) Cường độ tính toán của đất nền dưới đáy móng khối quy ước: A = 1.08 , B = 5.325 , D = 7.74 C = 0.26(T/m2) Hqư = 17.885m = 0.881(T/m3) 6) Kiểm tra độ lún: + ứng suất gây lún tại mũi cọc: + ứng suất gây lún dưới mũi cọc: ( kết quả được lập trong bảng tính lún móng 1) + ứng suất bảng thân của từng lớp đất: ( tương tự kết quả được lập trong bảng tính lún móng 2) BẢNG KẾT QUẢ TÍNH LÚN MÓNG 2(phương án cọc ép) Điểm Độ sâu so với đáy móng Z(m) K0 1 0 0.000 1.76 1 19.35 17.6 2 2 1.6 1.76 0.578 11.18 19.6 3 4 3.2 1.76 0.251 4.86 21.6 4 6 6.4 1.76 0.077 1.49 23.6 + Độ lún: 7) Kiểm tra chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng: + KẾT QUẢ: dựa vào hình vẽ ta thấy góc 450 bao trùm lên tất cả các cọc vậy đài không bị xuyên thủng 8) Tính thép : + lực truyền lên các cọc là: Pc = Pmax = 78.8 T + Tính thép theo phương x: Moment tại vị trí sát mép cột là: M= 3. Pmax.x = 3 x 78.8 x 0.9 = 212.76 T.m + Tính thép theo phương y -Moment tại vị trí sát mép cột là: M= 4 .Pc .xmax = 4 x 78.8 x 0.65 = 204.88 T.m IV) .kiểm tra cường độ khi vận chuyển và cẩu lắp của cọc: Khi vận chuyển : L = 8 M ; A = 0.207L = 0.207 X 8 = 1.656 M TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN CỦA CỌC PHÂN BỐ ĐỀU: Q = 0.3 X 0.3 X 1.1 X 2.5 = 0.2475 T/M MÔMEN LỚN NHẤT : MMAX = 0.0484 X 0.2475 X 82 = 0.767 T/M < 2f12 1.656 4.688 1.656 8 Q 2. Khi cẩu lắp : L = 8 M B = 0.294.L = 2.352 M MÔMEN LỚN NHẤT KHI CẨU LẮP MMAX = 0,086 Q L2 = 0.086 X 0.2475 X 82 = 1.362 T.M g = 0.83 VẬY ĐẢM BẢO KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KHI VẬN CHUYỂN VÀ CẨU LẮP . + Xác định đoạn thép neo vào cọc ĐIỀU KIỆN KHÔNG BỊ TRƯỢT : LNEO X U X RK ³ P TRONG ĐÓ : U = p X D = 3.14 X 1.2 = 3.77 (CM) P = 594 KG ; RK = 8.3 KG/CM2 à LNEO ³ = CHỌN LNEO =20 CM PHƯƠNG ÁN II. CỌC KHOAN NHỒI I. CHỌN SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: BÊTÔNG MÁC 250 : Rn = 110( kg/cm2) CỐT THÉP CIII : Ra = 3400( kg/cm2) Rađ = 2700( kg/cm2) Trục cột NTT (T) MTT (TM) QTT (T) NTC (T) MTC (TM) QTC (T) A 455.73 25.14 -11.89 396.286 21.86 10.339 B 808.2 47 -14.16 702.783 40.87 12.313 C 377 10.56 7.06 327.826 9.183 6.139 1. TÍNH MÓNG I VÀ MÓNG II: a) Chọn kích thước cọc và đài: - đường kính cọc : d = 0.8m - diện tích cọc : Fc = 0.5027 cm2 cốt thép trong cọc - chiều dài thi công cọc L = 26m -chiều cao đài hđài =1.4m cọc neo vào đài 0.1m , đoạn thép chờ dài 0.5m ( ) b) Xác định sức chịu tải của cọc theo điều kiện làm cọc: Pvl = Ru . Fb + Ran . Fa - đối với cọc đổ bêtông trông lỗ khoan khô thì : Ru = R/4 = 250/4 = 62.5(kg/cm2) - cường độ tính toán của cọc nhồi : - diện tích cọc : Fb = 0.5027m2 - diện tích cốt thép dọc : Fa = 20.36cm2 vậy : Pvl = 625 x 0.5027 + 2266.7 x 0.002036 = 318.8T c ) Xác định sơ bộ sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền (20 TCVN 21-86): mR = 1 : khi không mở rộng đáy móng m = 1 : hệ số điều kiện làm việc của cọc trông đất Ktc =1.5 : hệ số tinh cậy theo chỉ dẫn của tiêu chuẩn mf = 0.6 : khi thi công trong trông hố khoan có nước u = 2.512m : chu vi cọc F = 0.5024m2 : diện tích cọc + Sức kháng tính toán của đất dưới mũi cọc: - đường kính cọc : d = 0.8m - chiều cao từ mặt đất đến mũi cọc : h = 28.5m +tại độ sâu 26m : R= 0.65 x 0.27 x ( 0.881 x 0.8 x 24.4 + 0.59 x 0.99 x 28.5 x 45.5 ) = 135.95T/m2 Lớp đất Độ sệt B Li(m) Ztb(m) fi(T/m2) u.mfi.Li.fi(T/m2) 2 0.16 2.3 3.55 5.05 17.5 3 0.19 2.8 6.1 5.8 24.48 4 0.16 21 18 7.6 240.5 Tổng :282.48 Vậy : P = 1/1.5 x (1 x 135.95 x 0.5024 + 282.48 ) = 233.53T Vậy sức chịu tải của cọc nhồi là : P = min (233.53 ; 318.8) = 233.53T A. TÍNH MÓNG I: 1) Xác định sơ bộ kích thước đài cọc: - khoảng cách giữa các cọc là : 3d =2.4m - ứng suất trung bình giả định dưới đế đài do phản lực đầu cọc gây ra : - Diện tích sơ bộ của đáy móng: +Trọng lượng sơ bộ của đài và đất trên đài: Nđ = n x Fsb x h x &tb + n x Fsb x h x & = 1.1 x 11.24 x 1.5 x 2.2+1.1 x 11.24 x 1.4x 2.5 = 84.07T + Số lượng cọc: Vậy chọn 4 cọc + kích thước móng: + Diện tích móng: Fm = 14.44m2 2) Kiểm tra chiều sâu đặt móng: vậy chọn: h = 2.9m > 0.7hmin 3) Kiểm tra sức chịu tải của cọc: + Aùp lực đất tác dụng lên cọc biên là: xmax , xi : khoảng cách từ tim cọc biên hay cọc thứ i đến trục đối xứng yy của móng xmax = 1.2m Pmax = 166.17 T < Pc = 233.53T Pmin = 150.74T >0 Vậy cọc không bị nhổ Vậy thoả mảng điều kiện về cường độ 4) Kiểm tra lực tác dụng lên nền đất ở phạm vi dưới mũi cọc: + Xác định móng khối quy ước : góc ma sát trong trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên đến đáy đài: góc ma sát trong và chiều dày của lớp đất thứ i GÓC MỞ: + Kích thước của móng khối quy ước : + Diện tích móng khối quy ước: + Lực tác dụng tại đáy móng khối quy ước: Xác định trọng lương thể tích trung bình: + Trọng lượng cọc trong đài: N1= nc.Fc.1,1. .Lc = 4. 0,5024 .1,1 .2,5 .26 =143.69 T + Trọng lượng đài và đất trên đài: N2 = n .Fqư.h tb = 1,1 . 136.74 . 2,9. 2,2 = 1134.12T Trọng lượng đất của móng khối quy ước từ đáy đài đến mũi cọc: N3 = n . Fqư.h tb – N1= 1.1 . 136.74 . 0,99 . 26 –143.69 x 2/2,5 = 3727.9 T Tổng: Ntt = N1 + N2 +N3 + 455.73 = 5461.5 T + Moment chống uốn của móng khối quy ước: 5) Kiểm tra áp lực dưới đáy móng khối quy ước: 6) Cường độ tính toán của đất nền dưới đáy móng khối quy ước: A = 1.08 , B = 5.325 , D = 7.74 C = 0.26(T/m2) Hqư = 28.5m = 0.881(T/m3) 7) Kiểm tra độ lún: + ứng suất gây lún tại mũi cọc: + ứng suất gây lún dưới mũi cọc: ( kết quả được lập trong bảng tính lún móng 1) + ứng suất bảng thân của từng lớp đất: ( tương tự kết quả được lập trong bảng tính lún móng 1) BẢNG KẾT QUẢ TÍNH LÚN MÓNG 1(phương án cọc khoan nhồi) Điểm Độ sâu so với đáy móng Z(m) K0 1 0 0.000 1 1 8.085 28.2 2 2 1.3 1 0.52 4.2 30.2 + Độ lún: 8) Kiểm tra chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng: + KẾT QUẢ: dựa vào hình vẽ ta thấy góc 450 bao trùm lên tất cả các cọc vậy đài không bị xuyên thủng 9) Tính thép : + lực truyền lên các cọc là: Pc = Pmax = 166.7 T + Tính thép theo phương x: Moment tại vị trí sát mép cột là: M= 2 .Pmax .x = 2 x 166.7 x 0.85= 283.39 T.m + Tính thép theo phương y -Moment tại vị trí sát mép cột là: M= 2 .Pmax .x = 2 x 166.7 x 1= 333.4 T.m B. TÍNH MÓNG II: 1) Xác định sơ bộ kích thước đài cọc: - khoảng cách giữa các cọc là : 3d=2.4m - ứng suất trung bình giả định dưới đế đài do phản lực đầu cọc gây ra : - Diện tích sơ bộ của đáy móng: +Trọng lượng sơ bộ của đài và đất trên đài: Nđ = n x Fsb x h x &tb + n x Fsb x h x & = 1.1 x 19.94 x 1.4 x 2.5 +1.1 x 19.94 x 1.5 x 2.2 = 144.43T + Số lượng cọc: Vậy chọn 6cọc + kích thước móng: + Diện tích móng: Fm = 23.56m2 2) Kiểm tra chiều sâu đặt móng: vậy chọn: h = 2.9m > 0.7hmin 3) Kiểm tra sức chịu tải của cọc: + Aùp lực đất tác dụng lên cọc biên là: xmax , xi : khoảng cách từ tim cọc biên hay cọc thứ i đến trục đối xứng yy của móng xmax = 2.4m + trọng lượng bản thân cọc: Pmax = 199.5 T < Pc = 233.53T Pmin = 186.16T >0 Vậy cọc không bị nhổ Vậy thoả mảng điều kiện về cường độ 4) Kiểm tra lực tác dụng lên nền đất ở phạm vi dưới mũi cọc: + Xác định móng khối quy ước : góc ma sát trong trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên đến đáy đài: góc ma sát trong và chiều dày của lớp đất thứ i GÓC MỞ: + Kích thước của móng khối quy ước : + Diện tích móng khối quy ước: + Lực tác dụng tại đáy móng khối quy ước: Xác định trọng lương thể tích trung bình: + Trọng lượng cọc trong đài: N1= nc.Fc.1,1. .Lc = 6. 0,5024 x 1,1 x 2,5 x 26 =215.53 T + Trọng lượng đài và đất trên đài: N2 = n .Fqư.h tb = 1,1 x 122.9 x 2,9 x 2,2 = 863.14T Trọng lượng đất của móng khối quy ước từ đáy đài đến mũi cọc: N3 = n . Fqư.h tb – N1= 1.1 x 122.9 x 0,99 x 26 –215.53 x 2/2,5 = 3309.91 T Tổng: Ntt = N1 + N2 +N3 + 808.2 = 5196.78 T + Moment chống uốn của móng khối quy ước: 5) Kiểm tra áp lực dưới đáy móng khối quy ước: 6) Cường độ tính toán của đất nền dưới đáy móng khối quy ước: A = 1.08 , B = 5.325 , D = 7.74 C = 0.26(T/m2) Hqư = 28.5m = 0.881(T/m3) 7) Kiểm tra độ lún: + ứng suất gây lún tại mũi cọc: + ứng suất gây lún dưới mũi cọc: ( kết quả được lập trong bảng tính lún móng 1) + ứng suất bảng thân của từng lớp đất: ( tương tự kết quả được lập trong bảng tính lún móng2) BẢNG KẾT QUẢ TÍNH LÚN MÓNG 2(phương án cọc khoan nhồi) Điểm Độ sâu so với đáy móng Z(m) K0 1 0 0.000 1.63 1 10.22 28.2 2 2 1.05 1.63 0.781 7.98 30.2 3 4 2.1 1.63 0.441 4.5 32.2 + Độ lún: 8) Kiểm tra chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng: Pxt < 0.75Rk x Utb x h0 Pxt = 2 Pmax = 2 x 199.5 = 399 T(vì mỗi bên có 2 cọc nằm ngoài phạm vi góc 450) Utb = 2 x ( ac + bc + x + y ) = 2 x ( 0.6 + 0.9 + 1.95 + 0.9) = 8.7m 0.75Rk x Utb x h0 = 0.75 x88 x 8.7 x 1.3 = 746.46 T vậy cọc không chọc thủng đài 9) Tính thép : + lực truyền lên các cọc là: Pc = Pmax = 199.5 T + Tính thép theo phương x: Moment tại vị trí sát mép cột là: M= 2 .Pmax .x = 2 x 199.5x 1.95 = 778.05 T.m + Tính thép theo phương y -Moment tại vị trí sát mép cột là: M= 3 .Pmax .x = 3 x 199.5 x 0.9= 538.63 T.m CHƯƠNG VI: SO SÁNH–CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG I. NHẬN XÉT VỀ PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP: + Ưu điểm: -Việc thiết kế dựa trên sức chịu tải giới hạn , có thể kiểm tra được nên có thể biết được một cách chính xác các số liệu liên quan đến cọc . Từ đó , việc kiểm tra chất lượng cọc trước khi đưa vào sử dụng được đảm bảo một cách chắc chắn. Hơn nữa, do cọc được chế tạo trong xưởng nên điều kiện bảo dưỡng tốt. - Việc thi công ít bị ảnh hưởng bởi thời tiết . Mặt khác sau khi ép cọc xong , ta có thể tiến hành thi công ngay các phần trên nên tận dụng được thời gian thi công công trình . – thiết bị thi công đơn giản , có thể chế tạo trong nước nên giá thành thi công ép cọc rẻ . – Ít gây chấn động đối vối các công trình lân cận và ít gây tiếng ồn . + Khuyết điểm: -Tiết diện và chiều dài cọc bị hạn chế.Do đó khi cần chiều dài cọc lớn , ta phải nối nhiều đoạn cọc nên dẫn đến tình trạng cọc làm việc lệch tâm ( do các đoạn nối không bao giờ đúng tâm nhau ) à không đảm bảo chất lượng cọc . - Dàn ép lớn thêm vào đó , trọng lượng và đối trọng lớn nên thi công cần thiết phải có thiết bị cẩu lắp à đòi hỏi mặt bằng phải đủ lớn . khi cần chiều dài cọc lớn phải nối nhiều đoạn cọc dẫn đến việc tốn nhiều thời gian để nối cọc và giải quyết mối nối . – Sức ép của máy ép bị hạng chế, hiện nay máy ép chỉ có thể đạt đến Pmax = 240T. II. NHẬN XÉT VỀ PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI : + Ưu điểm: khi thi công cọc khoan nhồi sẽ ít gây chấn động làm nứt nẻ công trình lân cận trong quá trình xây chen. Sức chịu tải lớn có thể đạt hàng ngàn tấn. Số lượng cọc cho mỗi móng ít. + Khuyết điểm: khi thi công việc giữ thành hố khoan có thể rất khó khăn. Ma sát hông của cọc giảm so với cọc ép( do dung dịch bentonite làm giảm ma sát hông) dể xẩy ra hiện tượng sập lỡ thành vách khi thi công . Do đổ bêtông cọc bên dưới nên khó kiểm tra chất lượng cọc. Có thểå sức chịu tải của cọc giảm đi. Chất lượng bêtông thường thấp vì không được đầm sẽ gặp các khuyết tật: do hơi nằm giữa hai lớp bêtông không thoát ra ngoài , đất mềm làm sập vách ,nước thấm vào bêtông cọc. Khi cọc đã thi công xong nếu phát hiện ra khuyết tật trầm trọng thì việc sử lý sẽ gặp nhiều khó khăn và rất tốn kém. 1. Tính khối lượng đất đào: a) Móng cọc khoan nhồi: Ta có công thức: V = h x (b + m x h) x L + móng1: V1 = 2.9 x (3.8 + 0.7 x 2.9) x 3.8 = 64.25m3 + móng2: V2 = 2.9 x (6.2 + 0.7 x 2.9) x 3.8 = 90.69 m3 Tổng: V = 154.94 m3 a) Móng cọc ép: + Móng1: V1 = 2.5 x (2.4 + 0.7 x 2.5) x 2.4 = 24.9m3 + Móng2: V2 = 2.5 x (2.5 + 0.7 x 2.5) x 3.3 = 35.06 m3 Tổng: V = 59.96 m3 2. Khối lượng bêtông cọc : a) Cọc khoan nhồi: + Móng1: *khối lượng bêtông 1 cọc là:26.6 x 0.5024 = 13.364 m3 –khới lượng bêtông của 4 cọc là: 4 x 13.364 = 53.455 m3 –khới lượng bêtông của đài là: 1.4 x 3.8 x 3.8 = 20.216 m3 Tổng: V = 73.671 m3 + Móng2: –khới lượng bêtông của 6cọc là: 6 x 13.364 = 80.184 m3 –khới lượng bêtông của đài là: 1.4 x 3.8 x 6.2 = 32.984 m3 Tổng: V = 113.168 m3 BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN MÓNG KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN CỐT THÉP (T ) BÊTÔNG (M3) ĐẤT ĐÀO (M3) CỌC ÉP 6.88 42.04 59.96 CỌC KHOAN NHỒI 7.652 186.84 154.94 Tính thành tiền cho 2 phương àn móng: + Móng cọc ép: 6880 x 5400 + 42.04 x 50000 + 59.96 x 20000 = 39453200đồng + Móng khoan nhồi: 7652 x 5400 + 186.84 x 50000 + 154.94 x 20000 = 53761600đồng III. SO SÁNH-CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG: - Khối lượng vật liệu của cọc ép ít hơn cọc khoan nhồi Thi công dể hơn cọc khoan nhồi - Địa chất công trình tương đối tốtvà tải trọng của một cột truyền xuống móng lớn – Địa thế công trừơng chật hẹp. - Giá thành ít hơn cọc khoan nhồi Vậy ta chọn phương án cọc ép là phù hợp nhất.