ĐỒ án nền MÓNG MÓNG cọc bê TÔNG cốt THÉP CHẾ tạo sẵn

Theo điều kiện đất nền

Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang 52

Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải

Theo TCVN 10304-2014, sức chịu tải của cọc bê tông cốt thép theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền ( 7.2.3 trang 27 )

A b - là diện tích tiết diện ngang mũi cọc. u - là chu vi tiết diện ngang cọc. l i - là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ ”i”.

Hệ số điều kiện làm việc của cọc được xác định theo TCVN 10304 - 2014, với γ c = 1 cho phương pháp đổ bê tông và γ cf = 0.5 cho điều kiện làm việc của cọc trong đất Cường độ sức kháng cắt (f i) của lớp đất thứ “i” trên thân cọc được lấy theo bảng 3 (trang 25), trong khi cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (q b) được xác định theo bảng 2 (trang 22) của cùng tiêu chuẩn này.

- Cường độ sức kháng dưới mũi cọc tại lớp đất số 4 cát mịn chặt vừa, ứng với chiều sâu mũi cọc là 21.7m ( tra bảng 2, trang 23- 24, TCVN 10304 – 2014 )

Bùn sét,xám đenBùn sét,xám đen

2 Sét hữu cơ,xám đen

 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

Sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền

 Công th ức tính toán

Theo TCVN 10304-2014, sức chịu tải của cọc khoang nhồi theo chỉ tiêu cường độ đất nền ( G.2 trang 80 )

• A b - là diện tích tiết diện ngang mũi cọc.

• u - là chu vi tiết diện ngang cọc.

• l i - là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ ”i”.

• Sức kháng cắt mũi cọc q b

- Đối với đất dính cường độ sức kháng cắt không thoát nước dưới mụi cọc q b

Thông thường lấy lớn lấy N c ' = 6

- Đối với đất rời ( c = 0 ) cường độ sức kháng cắt dưới mụi cọc

SVTH: Nguyễn Minh Trí γ, p là áp lực hiệu quả của lớp phủ tại cao trình mũi cọc, tương ứng với ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng do đất tác động tại vị trí này.

Nếu chiều sâu mũi cọc nhỏ hơn Z L, thì giá trị q γ ' , p sẽ bằng áp lực lớp phủ tại độ sâu mũi cọc Ngược lại, nếu chiều sâu mũi cọc lớn hơn Z L, giá trị áp lực lớp phủ sẽ được lấy tại độ sâu Z L Các giá trị Z L và hệ số k có thể được xác định từ Bảng G.1, theo tiêu chuẩn AS 2159-1978 (tỷ số Z L /D).

• Sức kháng cắt do ma sát trên thân cọc f i

- Đối với đất dính cường độ sức kháng cắt không thoát nước trên thân cọc trong lớp thứ i xác định theo phương pháp f

Trong đó: c u,i - là cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất thứ “ i “

Hệ số cu là một yếu tố quan trọng, phụ thuộc vào đặc điểm của lớp đất nằm trên lớp đất dính, loại cọc được sử dụng, phương pháp hạ cọc, cũng như quá trình cố kết của đất trong thi công Để xác định hệ số cu, cần tham khảo đồ thị G1 trong phụ lục G.

- Đối với đất rời (c = 0 ) cường độ sức kháng cắt trung bình trên thân cọc trong lớp thứ “i” xác định theo phương pháp β f i

Khi tính toán áp lực ngang của đất lên thân cọc, hệ số k i và ứng suất hữu hiệu σ v' trong lớp đất thứ “i” là rất quan trọng Góc ma sát δ i giữa đất và cọc ở lớp đất thứ i thường được xác định với cọc bê tông, và giới hạn I thường được áp dụng cho góc ma sát này.

 i của đất tương ứng với trạng thái

Theo công thức này, cường độ sức kháng trên thân cọc tăng lên khi độ sâu tăng, nhưng chỉ đến mức giới hạn ZL, tương ứng với khoảng 15 đến 20 lần đường kính cọc (d), sau đó sẽ không tiếp tục tăng Do đó, cường độ sức kháng trên thân cọc trong đất rời có thể được tính toán theo cách này.

Trên đoạn cọc có độ sâu nhỏ hơn Z L ,

Trên đoạn cọc có độ sâu lớn hơn Z L,

Bảng 6.1 Bảng thông số từ thí nghiệm cắt trực tiếp

Trong quá trình tra cứu thông số c_u trong hồ sơ địa chất, các lớp 1, 2, 3 được xem xét, trong khi lớp 3a không chứa Cu Công thức tính c_u được áp dụng là c_u = 6.25 N SPT, với N SPT là chỉ số SPT Đối với lớp 4, do thành phần lực dính c_u tương đối nhỏ, sinh viên đã quyết định bỏ qua yếu tố này trong tính toán để đảm bảo tính an toàn.

- Cường độ sức kháng mũi cọc đóng trạng thái chặt vừa, ( bảng G.1 trang 82

TCVN 10304) Ứng suất hữu hiệu tại mũi cọc tại lớp đất số 4 cát chặt vừa có độ sâu mũi cọc cắm vào lớp đất là 3.2 m > Z L = 0.3 × 8 = 2.4m (Z L tra bảng G.1 trang 82 TCVN

( cọc đóng trạng thái chặt vừa, bảng G.1 trang 82 TCVN 10304) q

 Cường độ sức kháng dưới mũi cọc q = q b γ , p

- Cường độ sức kháng do ma sát hông

Lớp 1 , lớp 2, lớp 3 và lớp 3a là đất dính nên

Lớp 4 là lớp cát, lực dính c = 0 nên : f

Trên đoạn cọc có độ sâu 3.2 m > Z L =0.3x8=2.4m , f v , zL tan δ

Bảng tính sức kháng do ma sát hông của các lớp đất

 sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

Theo phụ lục G.1 TCVN 10304-2014, sức chịu tải cực hạn của cọc :

Trong đó : k 1 là hệ số, lấy nhồi k 1 = 40 h / d ≤400 đối với cọc đóng và đối với cọc khoan

N p - là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d phía dưới và 4d phía trên mũi cọc. k

2 - là hệ lấy bằng 2,0 cho cọc đóng và 1 cho cọc khoan nhồi.

N s ,i - là chỉ số SPT trung bình lớp thứ “i” trên thân cọc.

Trong bài viết này, u đại diện cho chu vi tiết diện ngang của cọc Các ký hiệu l s,i và l c,i lần lượt biểu thị chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời và lớp đất dính thứ “i” Cuối cùng, q b là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, được xác định theo các phương pháp cụ thể.

Khi mũi cọc nằm trong đất rời q b = 300 N p cho cọc đóng (ép) và q b = 150N p cho cọc khoan nhồi.

Khi mũi cọc nằm trong đất dính q b = 9c u cho cọc đóng và q b = 6c u cho cọc khoan nhồi.

N P - là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới và 4d trên mũi cọc. f - cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”: f f s ,i

- cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”: f c , i = α p f

Cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính (c u) có thể được xác định từ chỉ số SPT trong đất dính Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng được ký hiệu là i f L.

Chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời “i” được ký hiệu là N s,i Hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, ký hiệu là α p, phụ thuộc vào tỷ lệ sức kháng cắt không thoát nước c u và trị số trung bình ứng suất pháp hữu hiệu theo phương đứng, được xác định dựa vào hình G.2a.

Mũi cọc cấm vào lớp đất số 4 đất rời nên lấy Chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d phía dưới và 4d phía trên mũi cọc N p = 22

Trong trường hợp cọc có cả lớp đất dính và đất rời, lớp đất dính được tính toán theo công thức G5 hoặc G11 của tiêu chuẩn 10304-2014 Cụ thể, công thức G5 được áp dụng với f i = α c u,i.

Trường ĐHBK-TPHCM Đối với đất rời được áp dụng theo công thức: f i = k 2 x N s,i

Bùn sét,xám đen Bùn sét,xám đen

Sét dẻo, xám xanh 3Sét dẻo, xám xanh

 S ức chịu tải cực hạn theo Meyerhof

Mũi cọc nằm trong lớp đất số 4 đất rời nên q b = 300N p ( cọc đóng hoặc ép )

Ta có sức kháng mũi

Với N p là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d phía dưới và 1d phía trên mũi cọc

SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345

Trường ĐHBK-TPHCM thực hiện đồ án nền móng dưới sự hướng dẫn của Thầy Đỗ Thanh Hải Trong đó, αp là hệ số điều chỉnh cho cọc, được xác định dựa trên biểu đồ trong Hình G.2a theo tiêu chuẩn 10304-2014 Bên cạnh đó, fL là hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng, cũng được xác định theo biểu đồ trong Hình G.2b theo tiêu chuẩn 10304-2014.

Giá trị cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i: f ci = α p f L c u,i

Bảng tính giá trị ma sát hông của các lớp đất dính theo công thức Nhật Bản

Bùn sét,xám đen Bùn sét,xám đen 1

Bùn sét,xám đen Bùn sét,xám đen

2 Sét hữu cơ,xám đen Sét dẻo, xám xanh

3 Sét dẻo, xám xanh Sét dẻo, xám xanh Sét dẻo, xám xanh 3a

Bảng tính giá trị ma sát hông của lớp đất rời theo công thức Nhật Bản

Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải lớp

4 Cát mịn, nâu đỏ Cát mịn, nâu đỏ

Cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i: f si = 10 N

 Sức chịu tải cực hạn của cọc theo công thức nhật bản

TÍNH TOÁN MÓNG B3

Tải trọng

Tính toán sơ bộ số lượng cọc

Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải 3.2.2.1 Ước lượng số cọc

Số lượng cọc ước lượng: n = β

Với R c,d Vậy ta chọn số cọc bố trí là n = 4 cọc.

N tt : tải trọng thẳng đứng

R cu : sức chịu tải tính toán của một cọc. β: hệ số xét tới ảnh hưởng của mômen, lấy từ 1.2

1.5 tùy theo giá trị mômen Ở đây lấy β=1.4

Bố trí cọc cách nhau 1 khoảng tối thiểu là 3d

Khoảng cách từ tim hàng cọc ngoài cùng đến mép đài chọn là 300 mm.

Kích thước đài cọc và bố trí cọc sơ bộ

KIỂM TRA THIẾT KẾ SƠ BỘ

Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng

Ta kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc với tổng lực dọc tính toán (N), moment (M), lực ngang (H). Điều kiện kiểm tra: P max ≤R cu ,P min ≥ 0

Chiều cao đài chọn sơ bộ là 1m.

Trọng lượng bản thân đài: G đ = 1.1×25×1×1.5 2 = 507 (kN)

Dời các lực từ chân cột về trọng tâm đáy đài cọc ta được:

Tải trọng tác dụng lên cọc chịu nén nhiều nhất:

Trong một đài cọc, n là số lượng cọc, trong khi max đại diện cho khoảng cách từ trục của hàng cọc chịu nén nhiều nhất đến trục đi qua trọng tâm của đài Khoảng cách từ trục của cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm đài được ký hiệu là x i.

Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu tải.

Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm

 n 2 : số cọc trong mỗi hàng n 2 giữa 2 cọc tính từ tâm cọc

Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc:

Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước

Do tải truyền xuống chân cột là tải trọng tính toán nên để có tải trọng tiêu chuẩn ta lấy tải tính toán chia cho hệ số 1,15.

Bảng giá trị tải trọng tiêu chuẩn

Với: ϕ tb - Góc ma sát trung bình của các lớp đất dọc theo chiều dài cọc (tính với trạng thái giới hạn II)

Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải α

Diện tích móng khối quy ước:

Các tải trọng tiêu chuẩn tác dụng tại đáy móng lên khối quy ước:

+ Khối lượng cọc và đài móng

G 1 = n×A P ×L c ×γ b + A m ×H đ ×γ b = 4×0.3 2 ×19.2×25 + 1.5 2 ×1×25 = 229.05 kN A P: diện tích tiết diện ngang cọc

+ Trọng lượng đất trong móng khối quy ước (không kể trọng lượng cọc) với các γ i ở trạng thái giới hạn II.

+ Trọng lượng cọc và đài chiếm chổ

M tc = M mq Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước:

W - Moment chống uốn của móng khối quy ước.

Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước theo các điều kiện sau:

Trong đó cường độ tiêu chuẩn của đất nền được xác định theo công thức:

Trong đó: m - hệ số điều kiện làm việc của nền đất (m = 1). γ i - Dung trọng đẩy nổi lớp đất thứ i từ đáy móng khối quy ước trở xuống.

A, B, D - Hệ số phụ thuộc góc ma sát trong của lớp đất mũi cọc cắm vào (lớp đất số 4)

Mũi cọc tại lớp đất số 4 có: φ II 0.75 o ( Bảng 14 TCVN 9362

-2012) => A =1.221; B =5.875; D = 8.175 c II = 1.95 (kN/m 2 ) ( ở lớp 4: đất cát) γ II 2 (kN/m 3 ): trọng lượng riêng trung bình của lớp đất nằm dưới mũi cọc theo TTGH II.

→ Tất các điều kiện ổn định nền đều thỏa.

⇒ Vậy nền dưới đáy móng khối quy ước thỏa các điều kiện về ổn định.

Kiểm tra lún

Dùng phương pháp cộng lún từng lớp phân tố.

Chia đất nền dưới đáy móng khối qui ước thành các lớp có chiều dày h i = (0.4-0.6)b. Chọn chiều dày mỗi lớp là 1.8m.

Khi tính lún ta sử dụng diện tích của móng khối quy ước để tính. Áp lực bản thân của đất tại đáy móng khối qui ước:

Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải Áp lực gây lún tại đáy móng khối qui ước:

=249.4– 175.97 = 73.43 (kN/m 2 ) k o là hệ số áp lực đất tra từ L/B và z/B ứng với trường hợp tải phân bố đều trên diện tích chữ nhật.

Tính lún từng lớp phân tố :

S i Trong đó β = 0.8 là hệ số nở hông, Δp : ứng suất gây lún do tải trọng ngoài gây ra tại giữa lớp đất có bề dày 1.8m.

Kết quả tính lún trình bày trong bảng sau :

* Điều kiện để dừng tính lún i) σbt ≥ 5σ z gl

0.809 cm ≤ 8 cm (thỏa) Vậy kích thước móng cọc thỏa điều kiện về độ lún.

Ghi chú: Điểm số 0 là điểm nằm tại đáy khối móng quy ước. ±0.00

SƠ ĐỒ ỨNG SUẤT BẢN THÂN VÀ ỨNG SUẤT GÂY LÚN

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐÀI CỌC

Kiểm tra điều kiện chọc thủng

Xác định hình tháp chọc thủng bằng cách mở góc 45 o từ mép ngoài chân cột xuống móng Cột đặt trên móng có tiết diện : b c ×h c = 300×300mm.

Chọn a = 20 cm  chiều cao làm việc của đài h o = 100 -20 = 80 cm Trên mặt bằng diện tích tháp chọc thủng sẽ là:

(b c +2h o )* (b c +2h o )= (0.3+1.6)* (0.3+1.6)= 1.9*1.9 m 2 Đồng thời ta thấy hình tháp chọc thủng bao trùm các cọc biên theo cả 2 phương đài cọc Vậy đài không bị chọc thủng.

Tính cốt thép cho đài

Vì cọc không chịu nhổ, không cần tính toán thép cho lớp trên của đài cọc Thép ở lớp này được bố trí theo cấu tạo ∅12@200 cho cả hai phương Cốt thép ở biên của đài cũng được chọn theo cấu tạo ∅12@200 Đối với thép cạnh dưới của đài, do cọc được bố trí đối xứng, chỉ cần tính cốt thép cho một phương, phương còn lại sẽ được bố trí tương tự.

Đài cọc hoạt động như một ngàm tại mép cột, chịu lực phản từ các đầu cọc Mô men tương ứng tại ngàm được tính bằng công thức: M I = Σr i P i.

Thiên về an toàn lấy 2 cọc ngoài của hàng cọc biên có P 2 =P 3 =P max $8.1 kN Vậy M I = (P 2 +P 3 ) ×r = 2×248.1×0.3 = 148.86 kNm α = M m 0.9 R bh ξ =1− 1− 2α

Diện tích cốt thép quá bé nên ta chọn thép theo cấu tạo Chọn ∅ 14@200 để bố trí (A s

TÍNH CỐT THÉP TRONG CỌC

Trọng lượng bản thân cọc kể đến hệ số động khi cẩu lắp và dựng cọc q = k d

Vậy momentlớn nhất khi cẩu lắp và dựng cọc là

Vậy thép đã chọn 2∅ 18 (A s = 509 mm 2 ) mỗi phía là thỏa mãn.

Tiêu đề	Đồ Án Nền Móng Móng Cọc Bê Tông Cốt Thép Chế Tạo Sẵn
Tác giả	Nguyễn Minh Trí
Người hướng dẫn	Thầy Đỗ Thanh Hải
Trường học	Trường ĐHBK-TPHCM
Thể loại	đồ án

Định dạng
Số trang	105
Dung lượng	1,86 MB