Xem mẫu
- 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 - LÔÙP:
99XD01
- 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
Diện tích tiết diện ngang thân cọc : A = 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.
- 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
±0.000
0.5m
1 1.Ñaáñaé -0.5m
t p
Z 1=2.75
2m
-2m
2.Seùpha
t
4.5m
2
xaù xanh
m
fs2
-5m
Z2=11m
-5m
-5m
Z 3=19.5m
3
12m
3.Seùt fs3
laã boä
n t
-17m
-17m
4 4.Caùmò
t n
5m
>13m
ít seù fs4
t
-22m
- Sức chịu tải cực hạn của cọc:
Qu = Qp + Qs =qpAp+Asfs
SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 111 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
- Sức chịu tải cho phép của cọc là:
Qp Qs
Qa =
FS p 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 :
q p d p N vp Nq cN c
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
q p d p N vp Nq cN c
- 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 =1.9024.5+0.94312+0.9945 = 24.575 T/m2
Vậy sức kháng ở mũi cọc là:
qp =0.940.815.7+24.57517.808+0.0831.612= 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 =Asfs
- Ở đây cọc nằm trong 3 lớp
SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 112 - LÔÙP:
99XD01
- 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 =1.9022.75= 5.23 T/m2
Nên ’h = 0.9865.23 = 5.157 T/m 2
’ o ’ 2
f s 2 ca + h tga = 1.81+ 5.157tg0 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 =1.9022.75+0.94311 = 15.603 T/m2
Nên ’h = 0.74815.603 = 11.671 T/m 2
’ 0 ’ 2
f s3 ca + h tga = 4.79+11.671tg14 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 =1.9022.75+0.98411+ 0.9419.5 = 33.933 T/m2
Nên ’h = 0.52333.933 = 17.747 T/m 2
’ 0 ’ 2
f s 4 ca + h tga = 0.08+17.747tg28 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
s2
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
14.183 236.027 122.033
Qs = = 7.091 + 118.013 + 61.016 = 186.12 T
2 2 2
227.085
Qp= =75.695 T
3
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 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
±0.000
0.5m
1 1.Ñaáñaé -0.5m
t p
2m
3.5m
2.Seùpha
t -2m
4.5m
xaù xanh
m
4.5m
2
2m 1m 2m
6m
8m
-5m
-5m
10m
-5m
12m
14m
16m
2m
18m
20m
2m
21.5m
3 3.Seùt
12m
laã boä
n t
2m
2m
2m
-17m
-17m
2m
4.Caùmò
t n
4
>13m
ít seù
t
1m 2m
-22m
- Sức chịu tải cực hạn của cọc:
Qtc = m (mR qpAp + umfi.fi.li)
- Sức chịu tải cho phép của cọc:
Qtc
Qa =
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 d p Ako I LBko
I
- Trọng lượng riêng trung bình của đất từ mũi cọc trở lên:
4.5 1.902 12 0.943 5 0.94 3
I 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 =0.750.28(0.940.820.85+0.5651.1432239.15)=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 - LÔÙP:
99XD01
- 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 Z (m) li (m) fi (T/m2) li fi (T/m)
2 3.0 2.0 1.022 2.044
(B=0.674) 4.5 1.0 1.468 1.468
6.0 2.0 3.65 7.30
8.0 2.0 3.85 7.70
3 10.0 2.0 4.00 8.00
(B=0.349) 12.0 2.0 4.18 8.36
14.0 2.0 4.36 8.72
16.0 2.0 4.53 9.06
18.0 2.0 5.40 10.8
4 20.0 2.0 5.60 11.2
(không dẻo) 21.5 1.0 5.75 5.75
- Vậy sức kháng ở mũi cọc là:
mR .qp.Ap =1.1120.10.5024 = 66.372 T
- Sức kháng bên là:
u.m fi.fi.li =2.5120.6(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:
Qtc 187.554
Qa = = 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) Qmax(T)
Tính toán B -7 298.13 -24.66 -7.44
Tiêu chuẩn B -7 248.44 -20.55 -6.20
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:
Pc 133.967 2
tb = 2
2
41.348 T/m
(d 1) 1.8
- Diện tích đài cọc được xác định như sau:
N 298.13 2
Fđ = 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 bl=2.53.5m, (Fđ = 8.75 m2)
- Trọng lượng đài và đất phủ lên đài:
Qđ = n . Fđ. tb . hm =1.18.7522 = 38.5 T
SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 115 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
IV.1.2. Xác định số lượng cọc
n
N 298.13 38.5
= 1.3 = 3.26 cọc
Qa 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 1n 2 n 2 1n1 2 1 2 2 1 2
= 1-. 1 19.1 0.787
90.n1 .n 2 90 2 2
d 0 .8
( = arctg arctg 19 010 ' )
s 2.3
- Sức chịu tải của nhóm cọc
Qnh(a) = 40.787133.967 = 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 + 2h0tg45 0 = 0.6+21.351 =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 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
±0.000
Ntt
Qtt M tt
2000
45 0
1500
-2000
600 2300 600
100
80 0
600
600
900
600
3000
1800
400
7
900
600
600
100
600 1150 1150 600
100 3500 100
B
IV.1.4. Kiểm tra kích thước đáy móng (33.5m)
- Xác định moment tại trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài
Mott = Mtt + Qtt h m = 24.66+7.441.5 = 35.82 Tm.
- Trọng lượng tính toán đài và đất phủ lên đài (chôn sâu 2.0m).
tt
N d =1.1Fđtbhm=1.133.52.02.0 =46.2 T.
- Tổng tải trọng tại trọng tâm đáy móng:
N o = N tt N d = 298.13+46.2 =344.33 T
tt tt
- Tổng tải trọng tác dụng lên một cọc:
xmax = 1.15 m
xi2 = 41.152 = 5.29 m2
tt
N o M tt x max 344.33 35.82 1.15
Ptt = = 86.083 7.787
n xi2 4 5.29
tt
Pmax = 93.87 T
tt
Pmin = 78.296 T
tt
Ptb = 86.083T
Nhận xét:
tt
Pmax = 93.87 T< Qa = 133.967 T
tt
Pmin = 78.296 T > 0 nên không cần kiểm tra chống nhổ.
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 - LÔÙP:
99XD01
- 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
l 1 48 3 14 49' 12 28037' 5
0 ' 0
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
±0.000
2m
1.5m
-2m
4° 4' 4° 4'
20m
-22m
Lm = 5.94m
Z
- Kích thước móng khối qui ước:
+ Chiều dài đáy móng khối qui ước:
Lm = a1 + 2Ltgtb = 3.1 + 220tg(3044’) = 5.94 m.
+ Chiều rộng đáy móng khối qui ước:
Bm = b1 + 2Ltgtb = 2.6 + 220tg(3044 ’) = 5.44 m.
Fqu =LmBm = 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= 32.3131.9122.0 = 123.565 (T)
SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 118 - LÔÙP:
99XD01
- 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 :
(1.9123+0.94712+0.9465)32.313 = 705.393 (T)
+ Trọng lượng của các cọc là :
1.140.502432.5+1.140.502412(2.5-1)+1.140.50245(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:
M qu M tc Q tc hqu = 20.55 +6.221.5 = 153.85 (Tm)
tc
3. Kiểm tra áp lực tại đáy khối móng qui ước
- Độ lệch tâm :
tc
M qu 153.85
e= tc
= =0.134 (m)
N qu 1150.348
- Ứng suất trung bình tại đáy móng khối qui ước:
tc
N qu
tc 6e 1150.348 6 0.134
Fqu L = 32.313 1 5.94 = 35.60(1 0.135)
1
m
tc 2
max = 40.406 (T/m )
min = 30.794 (T/m2)
tc
tb = 35.6 (T/m 2)
tc
- Cường độ tiêu chuẩn của đất ở đáy móng khối qui ước:
m1 m2
R ( Abm Bhm ' DxC II )
K tc
'
II : Dung trọng đẩy nổi trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước
' 1.912 4.5 0.947 12 0.946 5 3
II = 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 (0.985.440.946 + 4.83221.149 + 7.40.14) = 200 T/ m2.
1
Vậy: max = 40.406 (T/m 2) < 1.2Rtc = 1.2200 = 240 T/m2.
tc
tb = 35.6 (T/m2) < Rtc =200 T/m2.
tc
min = 30.794 (T/m2) > 0
tc
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 = tbh m = 1.14922 = 25.278 T/m2
- Ứng suất gây lún tại đáy móng khối qui ước :
2
Pogl = tb - tb.hm = 35.6 – 25.278 = 10.322 T/m
tc
SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 119 - LÔÙP:
99XD01
- 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)
bm 5.44
- Chia vùng chịu lún thành các lớp đất có hi = = 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 zp (T/m2) z (T/m2) zp tb(T/m2)
0 1.09 0.0 0.0 1.0 10.322 25.278 10.152
1 1.09 1.0 0.367 0.967 9.981 26.224 9.321
2 1.09 2.0 0.735 0.839 8.660 27.170 7.808
3 1.09 3.0 1.103 0.674 6.957 28.116 6.178
4 1.09 4.0 1.470 0.523 5.398 29.062
- Ta thấy zp = 5.398 T/m2 < 0.2 z =0.229.062 = 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
0.8
Vậy :S = (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 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
±0.000
2m
1.5
-2m
20m
-22m
25.278 10.322
0
1m
26.224 1 9.981
1m
27.17 2 8.66
28.116 1m
1m 3 6.957
29.062 4 5.398
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
l1 hc 2.3 0.6
+ Xét 2 cọc có r = = = 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
MI 159.579 10 5 2
Fa = 36.483 cm .
0.9h0 Ra 0.9 135 3600
- Momen theo phương ngắn (cạnh ngàm II-II):
M = r.Pmax + r.Pmin
b1 bc 1.8 0.4
+ Xét 2 cọc có r = = = 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 = 0.793.87+0.779.296 = 121.2162 Tm
M II 121.2162 10 5 2
Fa = 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 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
0.6 2.3 0.6
I
0 .8
0.6
0.6
0.9
0.6
II II
0.4
3m
1.8
7
0.9
0.6
0.6
0.6 1.15 I 1.15 0.6
3.5m
B
±0.000
1.45 0.6 1.45
2m
1.5
-2m
Pmax
0.85 0.6
Sô ñoàtính:
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 :
Q 7.44
Ho 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 :
1 1 4
I= D 4 = 3.14 0.8 4 =0.0201 m
64 64
- Độ cứng tiết diện ngang của cọc :
EbI = 29010 40.0201 = 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 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
M M0 = 1
n HH MH ±0.000
H H0 = 1
0.5m
1
1.Ñaá ñaé -0.5m
t p
2m
1ñv
Z
Z
Z
2.Seùpha
t
4.5m
2 xaù xanh
m F1
3.6m
3
-5m -5m
0.6
F2
L
3.Seùt
3 laã boä
n 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
k1 F1 k 2 F2 260.8 1.749 460.4 0.05
k= 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 :
K bC 5 266 1.8
bd 5 = = 0.3827 m-1
Eb I 58290
- Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất :
Le = bd L = 0.382720 = 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
1 1 -4
Vậy : HH= 3
Ao 3
2.441 = 7.4713.10 m/T
Eb I
bd 0.3827 58290
1 1 -4
MH HM 2 Bo 2
1.621 1.9.10 (1/T)
bd Eb I 0.3827 58290
1 1 -5
MM Co 1.751 = 7.85.10 (1/Tm)
bd Eb I 0.3827 58290
- Chuyển vị ngang yo(m) của tiết diện ngang cọc ở đáy đài:
y0 = H0 .HH +M0.HM =1.867.471310 -4 = 0.00139m = 0.139 cm
- Góc xoay của tiết diện ngang của cọc ở đáy đài
SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 123 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
0 = H0.MH + M0.MM =1.861.910-4 = 0.00035 (rad)
-Chuyển vị của cọc ở cao trình đáy đài
HL3 ML0
o
n y o o LO + =0.00139+0.0+0.0+0.0 = 0.139 cm
3E b I E b I
n =0.1178 cm < [ gh ] =1 cm
HL2 ML0
o
=0 + + =0.00035+0.0+0.0 = 0.00035 (rad) 0.4% ÷0.65%
0.65
Fa 0.65Fc = 0.502 = 3.26310 -3 m2 = 32.63 cm2
100
- Chọn 1618a170, 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.
k M H
z = 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 - LÔÙP:
99XD01
- 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 :
0.85 0.85
Z= 2.221 m
bd 0.3827
Ze = bd Z = 0.38272.221 = 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
266 0.00035 1.86
z = 0.85 0.00139 0.996 0.849 0 0.103
0.3827 0.3827 0.3827 3 58290
z = 0.394 T/m2
gh : Ap lực giới hạn tại độ sâu Z = 2.221m
4
gh = 12 (1ZtgI+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:
M dh M
2 =
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
3.17 24.66
2 = 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’
4 2
gh = 10.854 0 '
(1.902 2.221 tg 0 0 48 ' 0.6 1.81) =3.912 T/m .
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
Ru = : 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
Qvl = 605024 + 280040.72 = 415456 kG = 415.456 T
Vậy Qvl = 415 T >1.4 Qa =1.4133.976 = 187.566 T Cọc đủ khả năng chịu tải
IV.2. TÍNH MÓNG C - 7 (M2)
SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 125 - LÔÙP:
99XD01
- 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) Qmax(T)
Tính toán C -7 -530.98 -40.56 -9.83
Tiêu chuẩn C -7 -442.483 -33.8 -8.192
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:
Pc 133.967 2
tb = 2
2
41.348 T/m
(d 1) 1.8
- Diện tích đài cọc được xác định như sau:
N 530.98 2
Fđ = 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 bl=3.54.5m (Fđ = 15.75 m 2)
- Trọng lượng đài và đất phủ lên đài:
Qđ = n . Fđ. tb . hm =1.115.7522 = 69.3 T
IV.2.2. Xác định số lượng cọc
n
N 530.98 69.3
= 1.3 = 5.82 cọc
Qa 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 1n 2 n 2 1n1 0 ' 2 1 3 3 1 2
= 1-. 1 23 57 0.689
90.n1 .n 2 90 3 2
d 0.8
( = arctg arctg 230 57 ' )
s 1.8
- Sức chịu tải của nhóm cọc
Qnh(a) = 60.689133.967 = 553.82 T
IV.2.3. Chọn, bố trí và kiểm tra đài cọc
SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 126 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
±0.000
Ntt
Qtt Mtt
2000
45 0
1500
-2000
600 3600 600
100
600
80 0
900
700
3000
500
900
600
100
600 1800 1800 600
100 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 + 2h0tg45 0 = 0.7+21.351 =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(bl)
- Xác định moment tại trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài
Mott = Mtt + Qtt h m = 40.56+9.831.5 = 55.305 Tm.
- Trọng lượng tính toán đài và đất phủ lên đài (chôn sâu 2.0m).
tt
N d =1.1Fđtbhm=1.134.82.02.0 = 63.36 T.
- Tổng tải trọng tại trọng tâm đáy móng:
N o = N tt N d = 530.98+63.36 = 594.34 T
tt tt
- Tổng tải trọng tác dụng lên một cọc:
Xmax = 1.8m
xi2 = 41.8 2 = 12.96 m 2
SVTH: NGUYEÃN MINH PHÖÔNG - 127 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
tt tt
N o M 0 x max 594.34 55.305 1.8
Ptt = = 99.057 7.681
n xi2 6 12.96
tt
Pmax = 106.738 T
tt
Pmin = 91.376 T
tt
Ptb = 99.057T
Nhận xét:
tt
Pmax =106.738 T< Qa = 133.967 T
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
II
- Tính tb = 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
o ’
Lớp 3 : =14 49 l3 = 12m
Lớp 4 : =28o37’ l4 = 5.0m
i li 1 48 3 14 49' 12 28037' 5
0 ' 0
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 + 2Ltgtb = 4.4 + 220tg(404 ’) = 7.24 m.
+ Chiều rộng đáy móng khối qui ước:
Bm = b1 + 2Ltgtb = 2.6 + 220tg(404’) = 5.44 m.
Fqu =LmBm = 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 - LÔÙP:
99XD01
- ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THAØNH
±0.000
2m
1.5m
-2m
4° 4' 4° 4'
20m
-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= 39.3851.9122.0 = 150.608 (T)
+ Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy khối móng qui ước :
(1.9123+0.94712+0.9465)39.385 = 859.774 (T)
+ Trọng lượng của các cọc là :
1.160.502432.5+1.160.502412(2.5-1)+1.160.50245(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:
M qu M tc Q tc hqu = 33.8 +8.19221.5 = 209.928 (Tm)
tc
3. Kiểm tra áp lực tại đáy khối móng qui ước
- Độ lệch tâm :
tc
M qu 209.928
e= tc
= =0.134 (m)
N qu 156.288
- Ứng suất trung bình tại đáy móng khối qui ước:
tc
tc
N qu 6e 1562.288 6 0.134
1
L = 39.385 1 7.24 = 39.667(1 0.111)
Fqu m
tc 2
max = 44.07 (T/m )
min = 35.264 (T/m2)
tc
tb = 39.667 (T/m2)
tc
- 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
nguon tai.lieu . vn