Tài liệu Luận văn công trình trụ sở báo tuổi trẻ

ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH Luận văn Công trình trụ sở báo tuổi trẻ SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 110 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH PHƯƠNG ÁN II : MÓNG CỌC KHOAN NHỒI  I. CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI CỌC - Căn cứ vào tài liệu địa chất chọn lớp đất đặt đài cọc là lớp thứ 2. - Chiều sâu chôn móng so với mặt đất tự nhiên là h m = 2m - Căn cứ vào điều kiện địa chất ở đây chọn chiều sâu cọc cắm vào lớp đất thứ 4 (lớp cát mịn, ít sét ). - Đài cọc được cấu tạo bằng bê tông mác 300, thép AIII. II. CHỌN LOẠI VẬT LIỆU VÀ CẤU TẠO CỌC - Chọn đường kính cọc khoan nhồi :D = 0.8 m .  .D 2   0.8 2 2   0.502 m 4 4 Chu vi tiết diện ngang thân cọc : u = .D = 3.14  0.8 = 2.512 m. - Chiều dài cọc ngoài đài là 20m (mũi cọc cắm vào lớp 4 là 5m) . - Đoạn cọc neo vào đài : 15cm. Diện tích tiết diện ngang thân cọc : A = - Đoạn thép neo vào đài : 35 + Be6 tông mác 300 : Rn = 130 kG/cm2 = 1300 T/m2 Rk = 10 kG/cm2 = 100 T/m 2 + Thép AIII : Ra = 3600 kG/cm2 = 36000 T/m2 cho đài móng. + Thép AII : Ra = 2800 kG/cm 2 = 28000 T/m2 cho cọc nhồi. III. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC III.1. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 1. Tính sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền, theo TCXD 205-1998 2m 2.Seù t pha 2 xaù m xanh Z2=11m fs3 -17m t mòn 4 4.Caù fs4 ít seùt 5m -17m >13m -5m Z 3=19.5m 3 3.Seù t laãn boä t -2m fs2 -5m -5m 12m Z 1=2.75 0.5m 4.5m ±0.000 1 1.Ñaá t ñaé p -0.5m -22m - Sức chịu tải cực hạn của cọc: Qu = Qp + Qs =qpAp+Asfs SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 111 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH - Sức chịu tải cho phép của cọc là: Qa = Qp FS p  Qs FS s - Trong đó : FSs : Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 1.5÷2.0 FSp : Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc, lấy bằng 2.0÷3 Ap : Diện tích tiết diện ngang thân cọc. - Ta có : As = u.L U : chu vi tiết diện ngang của cọc. L : Chiều dài cọc ngoài đài, chọn L = 20m . - qp : Sức kháng ở mũi cọc, được tính theo công thức :  Nq  cN c q p  d p N    vp c : Lực dính giữa thân cọc và đất T/m2. ’vp : Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lượng bản thân đất, T/m2. Nc, Nq, N : Hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào ma sát trong của đất, hình dạng mũi cọc và phương pháp thi công cọc.  : Trọng lượng thể tích của đất ở độ sâu mũi cọc, T/m3 dp : Đường kính tiết diện cọc .dp = 0.8 m - Ta có : Qs = As.fs = u.(fi.li) fs : Ma sát bên tác dụng lên cọc được tính theo công thức: f s  c a  k s h tg a ca : Lực dính giữa thân cọc và đất, lấy ca = c (T/m 2) (Đối với cọc bê tông). ’h :Ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc (T/m 2). a : Góc ma sát giữa cọc và đất nền, lấy a =  li : Chiều dài lớp đất thứ i mà cọc đi qua. 2. Tính sức chịu tải của đất nền ở mũi cọc ( Qp ) - Ta có: Qp = qp.Ap  Nq  cN c q p  d p N    vp - Đất ở mũi cọc có : I =28 o30’  tra bảng (nội suy) được : Nq =17.808 Nc = 31.612 N = 15.7 - Khi tính toán trọng lượng riêng của đất nằm dưới mực nước ngầm thì lấy trọng lượng riêng đẩy nổi. đn= 0.94 T/m 3 dp =0.8m , c = 0.08 T/m2 - Ứng suất thẳng đứng hữu hiệu do trọng lượng bản thân đất nền : ’vp=   i  hi =1.9024.5+0.94312+0.9945 = 24.575 T/m2 Vậy sức kháng ở mũi cọc là: qp =0.940.815.7+24.57517.808+0.0831.612= 452 T/m2  .D 2 2 Ap   0.5024 m 4  Q p  q p  A p = 452  0.5024 = 227.085 T 3. Tính ma sát bên tác dụng lên cọc ( Qs ) Qs =Asfs - Ở đây cọc nằm trong 3 lớp SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 112 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH  Lớp 2: có các chỉ tiêu sau: ca = c =1.81 T/m 2 , = 0 o48’ ,  = 1.902 T/m3 ’h = ks.’v = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin0o48’ = 0.986  ' .z    i  z i =1.9022.75= 5.23 T/m2 Nên ’h = 0.9865.23 = 5.157 T/m 2 ’ o ’ 2  f s 2  ca +  h tga = 1.81+ 5.157tg0 48 = 1.882 T/m  Lớp 3: có các chỉ tiêu sau: ca = c =4.79 T/m 2 , =14o 36’ ,  = 0.943 T/m3 ’h = ks.’v = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin14 036’ = 0.748  ' .z    i  z i =1.9022.75+0.94311 = 15.603 T/m2 Nên ’h = 0.74815.603 = 11.671 T/m 2 ’ 0 ’ 2  f s3  ca +  h tga = 4.79+11.671tg14 36 = 7.83 T/m  Lớp 4: có các chỉ tiêu sau: ca = c = 0.08 T/m 2 ,  = 28030’ ,  = 0.94 T/m3 ’h = ks.’v = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin28 036’ = 0.523  ' .z    i  z i =1.9022.75+0.98411+ 0.9419.5 = 33.933 T/m2 Nên ’h = 0.52333.933 = 17.747 T/m 2 ’ 0 ’ 2 f s 4  ca +  h tga = 0.08+17.747tg28 30 = 9.716 T/m Vậy với chiều dài cọc ngoài đài 20 m ta có : Qs2= f As2=1.882  2.512  3 = 14.183 T Qs3= f s 3 As3= 7.83  2.512  12 = 236.027 T Qs4= f s 4 As4= 9.716  2.512  5 = 122.033 T s2 14.183 236.027 122.033   = 7.091 + 118.013 + 61.016 = 186.12 T 2 2 2 227.085 Qp= =75.695 T 3  Qs = Vậy tổng sức chịu tải cho phép của cọc là: Qa =186.12 +75.695 = 261.815 T III.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 113 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH 2m 2m 3.Seù t laãn boät -5m -17m 2m -17m 2m 2m 12m 3 -2m 8m 10m 12m 14m 16m 18m 20m 21.5m -5m 2m -5m 2m 1m 2m 4.5m 2 2m 3.5m 4.5m 6m 0.5m ±0.000 1 1.Ñaátñaép -0.5m 2.Seù t pha xaù m xanh 4.Caù t mòn ít seù t 1m 2m >13m 4 -22m - Sức chịu tải cực hạn của cọc: Qtc = m (mR qpAp + umfi.fi.li) - Sức chịu tải cho phép của cọc: Qa = Qtc k tc - Trong đó: + ktc : Hệ số độ tin cậy, lấy k = 1.4 + m = 1.0 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất . + m R = 1.1 : Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc. + m fi = 0.6 (Cọc khoan nhồi khoan và đổ bê tông dưới nước).  .D 2 2 + Ap   0.502 4 m : Diện tích tiết diện ngang của cọc. 4 + u : Chu vi tiết diện ngang của cọc. + qp: Sức kháng của đất ở mũi cọc; Mũi tựa lên đất cát mịn, ít sét được xác định theo công thức : q p  0.75  I d p Ako   I LBko  - Trọng lượng riêng trung bình của đất từ mũi cọc trở lên: I  4.5  1.902  12  0.943  5  0.94 3  1.143 T/m 4.5  12  5 - Trọng lượng riêng của đất nằm dưới mũi cọc : I’ = 0.94 T/m3. - Đất ở mũi cọc có: I = 28030 ’ , Tra bảng A6 (TCXD 205-1998) (nội suy) ta được:  =0.565 =0.28 Ako  20.85 Bko  39.15 qp =0.750.28(0.940.820.85+0.5651.1432239.15)=120.1 T/m 2 + fi : Cường độ tiêu chuẩn của lớp đất nền thứ i ở mặt bên cọc phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất.(tra bảng A.2 - TCXD 205-1998). SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 114 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH + li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc. + Để tính fi ta chia đất thành từng lớp với chiều dày li như hình vẽ Kết quả cho trong bảng sau: Lớp 2 (B=0.674) 3 (B=0.349) 4 (không dẻo) Z (m) 3.0 4.5 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 21.5 li (m) 2.0 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.0 fi (T/m2) 1.022 1.468 3.65 3.85 4.00 4.18 4.36 4.53 5.40 5.60 5.75 li fi (T/m) 2.044 1.468 7.30 7.70 8.00 8.36 8.72 9.06 10.8 11.2 5.75 - Vậy sức kháng ở mũi cọc là: mR .qp.Ap =1.1120.10.5024 = 66.372 T - Sức kháng bên là: u.m fi.fi.li =2.5120.6(2.044+1.468+7.3+7.7+8.0+8.36+8.72+9.06+10.8+11.2+5.75) = 121.182 T - Tổng sức chịu tải của cọc là: Qtc =1(66.372+121.182)=187.554 T - Sức chịu tải cho phép của cọc là: Qa = Qtc 187.554 =  133.967 T k tc 1.4 - Chọn sức chịu tải thiết kế của cọc là Qtk = min{ Qa , Qa’}= 133.967 T V. THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 7: IV.1. TÍNH MÓNG B -7 (M1): - Tải trọng tác dụng lên móng :chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất: Tải Cột Nmax(T) Mtư(Tm) Tính toán B -7 298.13 -24.66 Tiêu chuẩn B -7 248.44 -20.55 IV.1.1 xác định sơ bộ kích thước đài cọc: - Khoảng cách giữa các cọc là d +1m = 0.8+1 = 1.8m - Ứng suất trung bìmh dưới đế đài: tb = Qmax(T) -7.44 -6.20 Pc 133.967 2   41.348 T/m 2 2 (d  1) 1.8 - Diện tích đài cọc được xác định như sau: Fđ = N 298.13 2   7.982 m  tb   tb h 41.348  2  2 Lấy tb = 2 T/m 3 Vậy chọn diện tích sơ bộ đài cọc là bl=2.53.5m, (Fđ = 8.75 m2) - Trọng lượng đài và đất phủ lên đài: Qđ = n . Fđ. tb . hm =1.18.7522 = 38.5 T SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 115 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH IV.1.2. Xác định số lượng cọc n Qa N = 1.3 298.13  38.5 = 3.26 cọc 133.967 với:  = 1.3 : hệ số kể đến móng chịu tải trọng lệch tâm  Chọn n = 4 cọc. - Hiệu ứng nhóm cọc : (Theo Converse - Labarre)  n1  1n 2  n 2  1n1   2  1  2  2  1  2    1  19.1     0.787 90.n1 .n 2 90  2  2      = 1-.  ( = arctg d 0 .8  arctg  19 010 ' ) s 2.3 - Sức chịu tải của nhóm cọc Qnh(a) = 40.787133.967 = 421.728 T IV.1.3. Chọn, bố trí và kiểm tra đài cọc - Chiều cao đài cọc : hđ = ac + h1 +20 (cm) h1 : chiều dài cọc ngàm trong đài = 0.15 m ac : bề rộng cột = 0.6 m  hđ = 0.6+0.15+0.2 = 0.95m .  chọn hđ = 1.5m - Chọn khoảng cách 2 cọc d+1m - Đài cọc có kích thước và được bố trí như hình vẽ: - Khoảng cách giữa hai mép ngoài của hai cọc là: 3.1m. - Cạnh của hình tháp chọc thủng là: l = hc + 2h0tg45 0 = 0.6+21.351 =3.3 m. Vậy: l = 3.3m > 3.1m  Cọc nằm trong phạm vi hình tháp chọc thủng nên không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 116 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH ±0.000 1500 45 0 2000 Qtt Ntt M tt -2000 2300 600 100 600 600 900 600 80 0 3000 600 600 1150 100 1150 100 600 900 400 7 1800 600 600 3500 100 B IV.1.4. Kiểm tra kích thước đáy móng (33.5m) - Xác định moment tại trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài Mott = Mtt + Qtt  h m = 24.66+7.441.5 = 35.82 Tm. - Trọng lượng tính toán đài và đất phủ lên đài (chôn sâu 2.0m). N dtt =1.1Fđtbhm=1.133.52.02.0 =46.2 T. - Tổng tải trọng tại trọng tâm đáy móng: N ott = N tt  N dtt = 298.13+46.2 =344.33 T - Tổng tải trọng tác dụng lên một cọc: xmax = 1.15 m  xi2 = 41.152 = 5.29 m2 Ptt = N ott M tt x max 344.33 35.82  1.15    = 86.083  7.787 n 4 5.29 xi2 tt Pmax = 93.87 T tt Pmin = 78.296 T Ptbtt = 86.083T  Nhận xét: tt Pmax = 93.87 T< Qa = 133.967 T tt = 78.296 T > 0 nên không cần kiểm tra chống nhổ. Pmin Vậy kích thước đáy móng thoả điều kiện. IV.1.5. Kiểm tra áp lực và độ lún của đáy khối móng qui ước: 1. Xác định kích thước móng khối qui ước SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 117 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH  tb - Tính tb = ,với  tb  là góc ma sát trong tính toán trung bình ở trạng thái giới 4 hạn  của các lớp đất mà cọc xuyên qua. - Ta có: Lớp 2 : =1o48’ l2 = 3.0m Lớp 3 : =14o49’ l3 = 12m o ’ Lớp 4 : =28 37 l4 = 5.0m  0 ' 0  l 1 48  3  14 49'  12  28037'  5  tb  i i   16o18' li 3  12  5 - Từ 2 mép cọc hạ 2 đường xiên góc  :  tb 16 018'  tb    4 0 4 '  tg =0.071 4 4 2m 1.5m ±0.000 -2m 4° 4' 20m 4° 4' -22m Lm = 5.94m Z - Kích thước móng khối qui ước: + Chiều dài đáy móng khối qui ước: Lm = a1 + 2Ltgtb = 3.1 + 220tg(3044’) = 5.94 m. + Chiều rộng đáy móng khối qui ước: Bm = b1 + 2Ltgtb = 2.6 + 220tg(3044 ’) = 5.44 m.  Fqu =LmBm = 5.94  5.44 =32.313 m2 với: a1, b1 khoảng cách giữa hai mép ngoài của hai cọc theo phương cạnh dài và phương cạnh ngắn đối với đài cọc. l = 20 m : chiều dài cọc ngoài đài . 2. Xác định trọng lượng móng khối qui ước - Trọng lượng riêng của đất nằm dưới mực nước ngầm khi tính ta lấy đn - Tổng lực tác dụng tại đáy móng khối qui ước: tc tc N qu  Nđất +Nđ +Nc +N + Trọng lượng trung bình của đất và đài từ đáy đài trở lên: Nđất +Nđ =Fqu..hđ= 32.3131.9122.0 = 123.565 (T) SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 118 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH + Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy khối móng qui ước : (1.9123+0.94712+0.9465)32.313 = 705.393 (T) + Trọng lượng của các cọc là : 1.140.502432.5+1.140.502412(2.5-1)+1.140.50245(2.5-1)=72.95 (T) Vậy tổng tải trọng đứng tác dụng tại đáy móng khối qui ước là: tc N qu  123.565+705.393+72.95+248.44 = 1150.348 (T) - Momen tại đáy móng khối qui ước: tc M qu  M tc  Q tc hqu = 20.55 +6.221.5 = 153.85 (Tm) 3. Kiểm tra áp lực tại đáy khối móng qui ước - Độ lệch tâm : e= tc M qu N tc qu = 153.85 =0.134 (m) 1150.348 - Ứng suất trung bình tại đáy móng khối qui ước: tc N qu  6e  1150.348  6  0.134  1  =   1   = 35.60(1  0.135) 5.94  Fqu  Lm  32.313  tc = 40.406 (T/m2)  max tc tc = 30.794 (T/m2)  min  tbtc = 35.6 (T/m 2) - Cường độ tiêu chuẩn của đất ở đáy móng khối qui ước: R    II' : m1 m2 ( Abm   Bhm '   DxC II ) K tc Dung trọng đẩy nổi trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước  II' = 1.912  4.5  0.947  12  0.946  5 3  1.149 T/m 4.5  12  5  II = 0.946 T/ m 3 :Dung trọng của đất nền dưới mũi cọc có kể đến đẩy nổi. m2 = 1.3 : Hệ số điều kiện làm việc của nhà.(Đất cát mịn, chặt vừa, L/H < 1.5) m1 = 1.2 : Hệ số điều kiện làm việc của đất.(Đất cát mịn, chặt vừa) Ktc = 1: Hệ số tin cậy. cII = 0.14 T/ m2. A, B, D = f (): tra bảng theo  ( Bảng 2-1 “ Nền và móng các công trình dân dụng và công nghiệp” - GSTS Nguyền Văn Quảng ) - Đất dưới mũi cọc có II =28 o37’ tra bảng (nội suy) được: A = 0.98 ; B = 4.83; D = 7.4 1 . 2  1 .3 R tc  (0.985.440.946 + 4.83221.149 + 7.40.14) = 200 T/ m2. 1 tc Vậy:  max = 40.406 (T/m 2) < 1.2Rtc = 1.2200 = 240 T/m2.  tbtc = 35.6 (T/m2) < Rtc =200 T/m2. tc = 30.794 (T/m2) > 0  min Vậy đất nền dưới đáy móng khối qui ước ổn định. 4. Kiểm tra độ lún khối móng qui ước : - Ứng suất do trọng lượng bản thân tại đáy móng khối qui ước  z = ihi = tbh m = 1.14922 = 25.278 T/m2 - Ứng suất gây lún tại đáy móng khối qui ước : 2 Pogl =  tbtc - tb.hm = 35.6 – 25.278 = 10.322 T/m SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 119 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH - Ứng suất gây lún giảm dần theo độ sâu kể từ đáy móng khối qui ước và được xác định theo công thức sau:  zp = k0  Pogl Với k0 là hệ số tra bảng (Bảng3-7 sách hướng dẫn đồ án nền và móng - GS.TS. Nguyễn Văn Quảng) - Chia vùng chịu lún thành các lớp đất có hi  bm 5.44 = = 1.36 m 4 4 Lấy h i =1m - Theo TCVN 45-78 ở độ sâu mà tại đó  zp < 0.2  z thì có thể xem như không lún nữa. Kết quả tính lún trình bày ở bảng sau: Điểm l/b Z(m) 2z/b ko 0 1 2 3 4 1.09 1.09 1.09 1.09 1.09 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 0.0 0.367 0.735 1.103 1.470 1.0 0.967 0.839 0.674 0.523  zp (T/m2) 10.322 9.981 8.660 6.957 5.398  z (T/m2)  zp tb(T/m2) 25.278 10.152 26.224 9.321 27.170 7.808 28.116 6.178 29.062 - Ta thấy  zp = 5.398 T/m2 < 0.2  z =0.229.062 = 5.812 T/m 2 tại điểm 4 Vậy chiều dày vùng nén chặt là Hnc =4.0m - Tính lún theo phương pháp phân tầng cộng lún:  Độ lún của móng được tính theo công thức:  S    tb .hi E - Lớp 4 :cát mịn theo thí nghiệm nén có E = 157.8 kG/cm2 = 1578 T/m2 Lấy  = 0.8 Vậy :S = 0.8 (10.152+9.321+7.808+6.178)1.0 = 0.017m =1.7cm. 1578  S = 1.7 cm < [ Sgh] = 8 cm .( thoả yêu cầu về độ lún). SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 120 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH 1.5 2m ±0.000 20m -2m 1m 25.278 1m 26.224 1m 27.17 1m 28.116 29.062 10.322 0 -22m 9.981 1 8.66 2 3 6.957 5.398 4 Z IV.1.6. Tính thép cho đài cọc - Xem dầm làm việc như dầm console ngàm ở mép cột chịu lực tập trung là phản lực đầu cọc. - Momen theo phương cạnh dài (cạnh ngàm I-I) M = ri Pimax ri : khoảng cách từ trục cọc thứ i đến mép cột + Xét 2 cọc có r = l1  hc 2.3  0.6 = = 0.85 m , Pmax = 93.87 T 2 2 Với l1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh dài hc: chiều cao tiết diện cột.  MI =2Pmax.r = 2 93.87  0.85 = 159.579 Tm Fa = MI 159.579  10 5 2   36.483 cm . 0.9h0 Ra 0.9  135  3600 - Momen theo phương ngắn (cạnh ngàm II-II): M = r.Pmax + r.Pmin + Xét 2 cọc có r = b1  bc 1.8  0.4 = = 0.7m , Pmin = 79.296 T 2 2 Với b1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh ngắn bc: bề rộng tiết diện cột.  MII = 0.793.87+0.779.296 = 121.2162 Tm Fa = M II 121.2162  10 5 2   27.713 cm . 0.9h0 Ra 0.9  135  3600 Trong đó: h0 = hđ – a = 150 -15 = 135cm - Chọn 20 16 a170 ( 40.22 cm2) theo phương I-I - Chọn 20 14 a200 ( 30.78 cm2) theo phương II-II Thép cấu tạo chọn  12 a 200. SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 121 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH 0.6 2.3 0.6 I 0.6 0.9 0.6 0 .8 0.6 II 0.4 0.6 0.6 0.9 1.8 7 3m II 0.6 I 1.15 1.15 0.6 3.5m B ±0.000 0.6 1.45 1.5 2m 1.45 -2m Pmax 0.85 Sô ñoàtính: 0.6 Pmax 0.85 1.45 I.V.1.7. Tính toán cọc chịu tác dụng của tải ngang 1. Chuyển vị ngang và góc xoay của cọc - Momen uốn và lực cắt của cọc tại cao trình đặt lực H : - Lực ngang tác dụng lên mỗi đầu cọc : Ho  Q 7.44   1.86 T n 4 Mo =0 (do momen cân bằng với sức chống nhổ và chống nén của cọc) - Moment quán tính tiết diện ngang của cọc : I= 1 1 4 D 4 =  3.14  0.8 4 =0.0201 m 64 64 - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : EbI = 29010 40.0201 = 58290 Tm2 - Chiều rộng quy ước bc của cọc : Theo TCXD 205-1998 , khi d  0.8m thì bc = d+1m . bc = d +1m = 0.8 + 1 = 1.8 m - Chiều dài ảnh hưởng : lah = 2.(d+1) = 2(0.8+1) = 3.6m SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 122 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ MH 1.Ñaát ñaé p -0.5m 2 2.Seùtpha xaù m xanh 2m 1 1ñv 3 3.6m -5m F1 -5m L F2 3 0.6 4.5m 0.5m ±0.000   Z  M0 = 1 HH Z H H0 = 1  n Z M GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH 3.Seù t laãn boä t - Hệ số tỷ lệ k trong công thức : Cz = k.z - Chiều dài ảnh hưởng nằm trong hai lớp đất nên hệ số k được tính theo công thức k= k1 F1  k 2 F2 260.8  1.749  460.4  0.05   266 F1  F2 1.749  0.05 - Trong đó : Lớp 1 có B = 0.674 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta được k1=260.8 Lớp 1 có B = 0.349 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta được k2=460.4 - Hệ số biến dạng :  bd  5 K  bC 5 266 1.8 = = 0.3827 m-1 Eb  I 58290 - Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất : Le = bd  L = 0.382720 = 7.654 - Các chuyển vị HH , HM, MH ,MM của cọc ở cao trình đáy đài do các các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài: Trong đó : HH :chuyển vị ngang của tiết diện (m/T), bởi lực Ho =1 HM :chuyển vị ngang của tiết diện (1/T), bởi lực Mo =1 MH :góc xoay của tiết diện (1/T), bởi lực Ho =1 MM :góc xoay của tiết diện (1/Tm), bởi lực Mo =1 Từ Le =7.654 m > 4 tra bảng G2 (TCXD :205-1998) ta được: Ao =2.441 ; Bo =1.621; Co =1.715 Vậy :  1 1 -4 Ao   2.441 = 7.4713.10 m/T 3  Eb I 0.3827  58290 1 1 -4   HM  2 Bo   1.621  1.9.10 (1/T) 2  bd Eb I 0.3827  58290 1 1 -5  Co   1.751 = 7.85.10 (1/Tm) 0.3827  58290  bd Eb I HH=  MH  MM 3 bd - Chuyển vị ngang yo(m) của tiết diện ngang cọc ở đáy đài: y0 = H0 .HH +M0.HM =1.867.471310 -4 = 0.00139m = 0.139 cm - Góc xoay của tiết diện ngang của cọc ở đáy đài SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 123 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH 0 = H0.MH + M0.MM =1.861.910-4 = 0.00035 (rad) -Chuyển vị của cọc ở cao trình đáy đài  n  y o  o LO  HL3o ML0 + =0.00139+0.0+0.0+0.0 = 0.139 cm 3E b I E b I  n =0.1178 cm < [ gh ] =1 cm  =0 + HL2o ML0 + =0.00035+0.0+0.0 = 0.00035 (rad) <gh =0.002 (rad) 2 Eb I E b I -Momen uốn Mz (Tm) trong các tiết diện của cọc : 2 M z   bd Eb Iyo A3   bd Eb I 0 B3  M o C 3  Với chiều dài tính đổi Ze =bdZ  Z = EbI 58290 K 266 bd 0.3827 Ho D3  bd Ze  bd yo 0.00139 o 0.00035 Mo 0.00 Ho 1.86 - Momen uốn Mz dọc thân cọc Z(m) Ze A3 B3 C3 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 1.306 0.5 -0.021 -0.005 0.999 1.829 0.7 -0.057 -0.020 0.996 2.352 0.9 -0.121 -0.055 0.985 2.874 1.1 -0.222 -0.122 0.960 3.819 1.5 -0.559 -0.420 0.881 4.442 1.7 -0.808 -0.691 0.646 5.226 2.0 -1.295 -1.314 0.207 6.271 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 7.316 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 9.145 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 10.452 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 - Mô men lớn nhất trong cọc: Mmax = 3.6299 Tm - Diện tích cốt thép trong cọc khoan nhồi: Chọn thép trong cọc đặt theo cấu tạo là  > 0.4% ÷0.65% Fa  0.65Fc = D3 0.00 0.50 0.699 0.897 1.090 1.437 1.566 1.646 1.352 0.197 -5.854 -15.076 Mz (Tm) 0.00 2.2199 2.877 3.3532 3.6158 3.6299 3.4179 2.8918 1.9562 0.9717 -0.441 -0.834 0.65 0.502 = 3.26310 -3 m2 = 32.63 cm2 100 - Chọn 1618a170, có Fa = 40.72cm2 - Sử dụng thép AII có Ra = 2800 kG/cm2 , Rađ = 2200 kG/cm 2 để bố trí cho cọc nhồi. - Lớp bê tông bảo vệ a = 5cm 2. Kiểm tra độ ổn định của đất nền xung quanh cọc - Điều kiện không phá hỏng cọc khi chịu áp lực ngang: z < gh z : Ap lực tính toán tại độ sâu Z. z =   M H k  z e  y 0 A1  B1  2 0 C1  3 0 D1   bd   bd  bd Eb I  bd Eb I  SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 124 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH - Vì Le = 7.654 m > 2.5m, nên kiểm tra điều kiện này tại vị trí : Z= 0.85 0.85   2.221 m  bd 0.3827 Ze = bd  Z = 0.38272.221 = 0.85 m - Các giá trị A1, B1, C1, D1 tra bảng G3 (TCXD : 205-1998 ), ứng với Ze = 0.85m ta được như sau: A1 = 0.996 , B1 = 0.849 , C1 = 0.3625 , D1 = 0.103 z = 266 0.00035 1.86    0.85 0.00139  0.996   0.849  0   0.103 3 0.3827 0 . 3827 0 . 3827  58290   z = 0.394 T/m2 gh : Ap lực giới hạn tại độ sâu Z = 2.221m gh = 12 4 (1ZtgI+cI) cos 1 - Trong đó: 1 = 1 2 : Hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng, tính theo công thức: 2 = M dh  M 2.5  M dh  M Mdh : Momen tải trọng thường xuyên, Mdh = 3.17 Tm M : Momen tải trọng tạm thời, M = 24.66 Tm 2 = 3.17  24.66  0.854 2.5  3.17  24.66 Cọc khoan nhồi lấy  = 0.6 - Đầu cọc nằm trong lớp thứ 2 có : I = 1.902 T/m3 cI = 1.81 T/m2  = 0048’ gh = 10.854 4 2  (1.902  2.221  tg 0 0 48 '  0.6  1.81) =3.912 T/m . 0 ' cos 0 48  z = 0.394 T/m2 < gh = 3.912 T/m2 Vậy : Nền đất quanh cọc không bị phá hỏng khi chịu áp lực ngang. I.V.1.8. Kiểm tra sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc - Sức chịu tải của cọc khoan nhồi được tính theo công thức: Qvl = Ru.Fb +Ran.Fa Trong đó : Qvl : Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Rb =130 kG/cm2 : Cường độ chịu nén của bê tông Mác 300 Ran = Ra = 2800 kG/cm2 : Cường độ chịu kéo của thép AII. Fb = 5024 cm 2 : Diện tích tiết diện ngang của cọc. Fa = 40.72 cm2 : Diện tích tiết diện ngang của cốt thép. R : Cường độ tính toán của bê tông cọc nhồi 4 .5 300 2 2 Ru = 66.66  60kG / cm 2 , Vậy chọn Ru = 60 kG/cm = 600 T/m 4.5 Ru = Qvl = 605024 + 280040.72 = 415456 kG = 415.456 T Vậy Qvl = 415 T >1.4 Qa =1.4133.976 = 187.566 T  Cọc đủ khả năng chịu tải IV.2. TÍNH MÓNG C - 7 (M2) SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 125 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH - Tải trọng tác dụng lên móng :chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất: Tải Cột Nmax(T) Mtư(Tm) Tính toán C -7 -530.98 -40.56 Tiêu chuẩn C -7 -442.483 -33.8 IV.2.1 xác định sơ bộ kích thước đài cọc: - Khoảng cách giữa các cọc là d +1m= 0.8 + 1m = 1.8m - Ưng suất trung bìmh dưới đế đài: tb = Qmax(T) -9.83 -8.192 Pc 133.967 2   41.348 T/m 2 2 (d  1) 1.8 - Diện tích đài cọc được xác định như sau: Fđ = N 530.98 2   14.217 m  tb   tb h 41.348  2  2 Lấy tb = 2 T/m 3 Vậy chọn diện tích sơ bộ đài cọc là bl=3.54.5m (Fđ = 15.75 m 2) - Trọng lượng đài và đất phủ lên đài: Qđ = n . Fđ. tb . hm =1.115.7522 = 69.3 T IV.2.2. Xác định số lượng cọc n Qa N = 1.3 530.98  69.3 = 5.82 cọc 133.967 với:  = 1.3 : hệ số kể đến móng chịu tải trọng lệch tâm  Chọn n = 6 cọc. - Hiệu ứng nhóm cọc : (Theo Converse - Labarre)  n1  1n 2  n 2  1n1   2  1  3  3  1  2  0 '   1  23 57     0.689 90.n1 .n 2 90  3  2      = 1-.  ( = arctg d 0.8  arctg  230 57 ' ) s 1.8 - Sức chịu tải của nhóm cọc Qnh(a) = 60.689133.967 = 553.82 T IV.2.3. Chọn, bố trí và kiểm tra đài cọc SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 126 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH ±0.000 Ntt Mtt 1500 45 0 2000 Qtt -2000 3600 600 600 100 600 900 80 0 600 1800 100 1800 100 600 900 500 3000 700 600 4800 100 C - Chiều cao đài cọc : hđ = ac + h1 +20 (cm) h1 : chiều dài cọc ngàm trong đài = 0.15 m ac : bề rộng cột = 0.7 m  hđ = 0.7+0.15+0.2 = 1.05m .  chọn hđ = 1.5m - Chọn khoảng cách 2 cọc d+1m - Đài cọc có kích thước và được bố trí như hình vẽ - Khoảng cách giữa hai mép ngoài của hai cọc là: 4.4m. - Cạnh của hình tháp chọc thủng là: l = hc + 2h0tg45 0 = 0.7+21.351 =3.4 m. Vậy: l = 3.4m < 4.4m  Cọc nằm ngoài phạm vi hình tháp chọc thủng nên cần kiểm tra điều kiện chọc thủng IV.2.4. Kiểm tra kích thước đáy móng(bl) - Xác định moment tại trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài Mott = Mtt + Qtt  h m = 40.56+9.831.5 = 55.305 Tm. - Trọng lượng tính toán đài và đất phủ lên đài (chôn sâu 2.0m). N dtt =1.1Fđtbhm=1.134.82.02.0 = 63.36 T. - Tổng tải trọng tại trọng tâm đáy móng: N ott = N tt  N dtt = 530.98+63.36 = 594.34 T - Tổng tải trọng tác dụng lên một cọc: Xmax = 1.8m  xi2 = 41.8 2 = 12.96 m 2 SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 127 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ Ptt = GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH N ott M 0tt x max 594.34 55.305  1.8 = 99.057  7.681    n 6 12.96 xi2 tt = 106.738 T Pmax tt = 91.376 T Pmin Ptbtt = 99.057T  Nhận xét: tt =106.738 T< Qa = 133.967 T Pmax tt Pmin = 91.376 T > 0 nên không cần kiểm tra chống nhổ. Vậy kích thước đáy móng thoả điều kiện. IV.2.5. Kiểm tra áp lực và độ lún của đáy khối móng qui ước: 1 Xác định kích thước móng khối qui ước   - Tính tb = tb ,với  tbII là góc ma sát trong tính toán trung bình ở trạng thái giới 4 hạn  của các lớp đất mà cọc xuyên qua. - Ta có: Lớp 2 : =1o48’ l2 = 3.0m o ’ Lớp 3 : =14 49 l3 = 12m Lớp 4 : =28o37’ l4 = 5.0m  0 ' 0 i li 1 48  3  14 49'  12  28037'  5   tb    16o18' li 3  12  5 - Từ 2 mép cọc hạ 2 đường xiên góc  :   16 018'  tb  tb   4 0 4 '  tg =0.071 4 4 - Kích thước móng khối qui ước: + Chiều dài đáy móng khối qui ước: Lm = a1 + 2Ltgtb = 4.4 + 220tg(404 ’) = 7.24 m. + Chiều rộng đáy móng khối qui ước: Bm = b1 + 2Ltgtb = 2.6 + 220tg(404’) = 5.44 m.  Fqu =LmBm = 7.24  5.44 = 39.385 m2 với: a1, b1 khoảng cách giữa hai mép ngoài của hai cọc theo phương cạnh dài và phương cạnh ngắn đối với đài cọc. l = 20 m : chiều dài cọc ngoài đài SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 128 99XD01 LÔÙP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH 2m 1.5m ±0.000 -2m 4° 4' 20m 4° 4' -22m Lm =7.24m Z 2 Xác định trọng lượng móng khối qui ước - Trọng lượng riêng của đất nằm dưới mực nước ngầm khi tính ta lấy đn - Tổng lực tác dụng tại đáy móng khối qui ước: tc tc N qu  Nđất +Nđ +Nc +N + Trọng lượng trung bình của đất và đài từ đáy đài trở lên: Nđất +Nđ =Fqu..hđ= 39.3851.9122.0 = 150.608 (T) + Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy khối móng qui ước : (1.9123+0.94712+0.9465)39.385 = 859.774 (T) + Trọng lượng của các cọc là : 1.160.502432.5+1.160.502412(2.5-1)+1.160.50245(2.5-1)=109.423 T Vậy tổng tải trọng đứng tác dụng tại đáy móng khối qui ước là: tc N qu  150.608 + 859.774 + 109.423 + 442.483 = 1562.288 (T) - Momen tại đáy móng khối qui ước: tc M qu  M tc  Q tc hqu = 33.8 +8.19221.5 = 209.928 (Tm) 3. Kiểm tra áp lực tại đáy khối móng qui ước - Độ lệch tâm : e= tc M qu N tc qu = 209.928 =0.134 (m) 156.288 - Ứng suất trung bình tại đáy móng khối qui ước: tc N qu  6e  1562.288  6  0.134  1  =   1   = 39.667(1  0.111) Fqu  Lm  39.385  7.24  tc  max = 44.07 (T/m2) tc tc  min = 35.264 (T/m2)  tbtc = 39.667 (T/m2) - Cường độ tiêu chuẩn của đất ở đáy móng khối qui ước: mm R   1 2 ( Abm   Bhm '   DxC II ) K tc '  II : Dung trọng đẩy nổi trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 129 LÔÙP: 99XD01