Thuyết minh Đanm nguyễn hải dương

Đồ án môn học Nền móng là một nhiệm vụ bắt buộc đối với mọi sinh viên ngành Công trình. Tại trường Đại học Xây dựng, Đồ án môn học Nền móng bao gồm hai phần riêng: Thiết kế móng nông cho một công trình cụ thể và Thiết kế móng cọc cho một cột độc lập. Anh em tham khảo thêm nha . Cảm ơn anh em

4.6 Kiểm tra cọc theo điều kiện vận chuyển, lắp dựng 18

4.8 Xác định số lượng cọc, bố trí cọc và kích thước đài móng 30

4.11 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (TCXD 205:1998) 38

4.12 Kiểm tra xuyên thủng 46

PHẦN 1: THIẾT KẾ MĨNG NƠNG

I.THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 8

Khảo sát địa chất cơng trình phục vụ cho việc thiết kế xây dựng cơng trình

“Trường Trung Học An Ninh Nhân Dân II’’ tại xã Tam Phước – Long Thành – Đồng Nai đã được Liên Hiệp Khoa Học Cơng Nghệ Địa Chất & Khống Sản thực

Kể từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu 1.3m tại lỗ khoan LK1 và 0.7m tại lỗ khoan LK2 là lớp đất đắp thược loại sét pha ít sỏi sạn, màu xám nâu , trạng thái dẻo mềm – rời

1.2.Lớp đất số 1: Sét lẫn dăm sạn laterite, dẻo cứng – nửa cứng.

Nằm ngay dưới lớp đất đắp, thuộc loại đất sét lẫn dăm sạn laterite màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Lớp đất số 1 xuất hiện tại LK1 từ độ sâu 1.3m đến 5.0m – dày3.7m, tại LK2 từ 0.7 đến 2.5m – dày 1.8m.

Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp bùn như sau :

1.3.Lớp đất số 2 :Đất sét, dẻo cứng – nửa cứng.

Đất sét màu vàng đến nâu nhạt, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Lớp đất số 2 xuất hiện tại LK1 từ độ sâu 5.0m đến 6.7m – dày 1.7m; tại LK2 từ 2.5m đến 9.0m – dày 6.5m

Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau :

1* Độ ẩm tự nhiên : W = 24.6 %

4* Dung trọng đẩy nổi : đn = 0.97 g/cm3

1.4.Lớp đất số 3 : Sét pha, dẻo mềm.

Sét pha màu vàng đến nâu hồng đốm xám trắng, trạng thái dẻo mềm Lớp đất số 03 xuất hiện tại LK1 từ độ sâu 6.7m đến 9.8m – dày 3.1m; tại LK2 từ 9.0m đến 11.5m – dày 2.5m

Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau :

4* Dung trọng đẩy nổi : đn = 0.90 g/cm3

1.5.Lớp đất số 4: Sét pha, dẻo cứng

Sét pha màu vàng đến xám nâu, trạng thái dẻo cứng Lớp đất số 04 xuất hiện tại LK1 từ độ sâu 9.8m đến độ sâu kết thúc khoan 15.0m – bề dày đã phát hiện được 5.2m; tại LK2 từ 11.5m đến 12.9m – dày 1.4m

Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau :

4* Dung trọng đẩy nổi : đn = 0.96 g/cm3

1.6.Lớp đất số 5: Cát pha, dẻo.

Cát pha màu vàng loang lổ xám nâu, trạng thái dẻo Lớp đất số 05 chỉ phát hiện tại LK2 từ độ sâu 12.9m đến 18.0m – dày 5.1m

Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau :

4* Dung trọng đẩy nổi : đn = 0.98 g/cm3

1.7.Lớp đất số 6: Sét pha dẻo mềm

Sét pha nhẹ màu vàng nhạt đến xám trắng, trạng thái dẻo mềm Lớp đất số 06 xuất hiện tại LK2 từ độ sâu 18.0m đến độ sâu kết thúc khoan 20.0m – bề dày đã phát hiện được 2.0m

Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau :

4* Dung trọng đẩy nổi : đn = 0.97 g/cm3

II THIẾT KẾ MĨNG ĐƠN 2.1.Sơ đồ mĩng đơn và số liệu tính tốn

Tải trọng tiêu chuẩn

Bảng 0.1 Số liệu tải trọng tiêu chuẩn

Với các giá trị tiêu chuẩn ta tính được giá trị tính toán theo công thức:

Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 11.5 MPa Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 0.9 MPa Môđun đàn hồi: E = 27x103 MPa

Cốt thép CB300V có:

Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc : Rs = 260 MPa Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép ngang : Rsw = 210 MPa

Dung trọng trong bình giữa bê tông và đất:  tb 22kN / m3

2.3.Chọn chiều sâu chôn móng

Chọn độ sâu đặt móng Df = 1.5m, chiều cao móng hm = 0.5m so với cốt so với cốt ngoài nhà Khi đó đế móng đặt lên lớp đất thứ 1 là sét cát màu vàng xám

m1 hệ số điều kiện làm việc của nền đất (Is <0.5), m1 = 1,2

m2 Hệ số đối với nhà và công trình có sơ đồ kết cấu cứng với tỷ số giữa chiều dài của nhà, m2 = 1

Ktc = 1 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất A, B và D là các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14 phụ thuộc vào trị tính toán của góc mà sát trong II xác định theo 4.3.1 đến 4.3.7.

b là cạnh bé (bề rộng) của đáy móng (m) Df là chiều sâu đặt móng (m)

là trị trung bình (theo từng lớp) của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên độ sâu đặt móng, tính bằng kilôniutơn trên mét khối (kN/m³), γ¿II

=20.19 (kN/m3)

γIIcó ý nghĩa như trên, nhưng của đất nằm phía dưới đáy móng, tính bằng kilôniutơn trên mét khối (kN/m3), γII=20.19(kN/m3)

cIIlà trị tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng, tính

2.5 Kiểm tra điều kiện lún ở tâm móng

- Chia mỗi lớp phân tố có chiều dày hi = b/4

 Thỏa mãn điều kiện về độ lún

2.6 Tính toán độ bền và cấu tạo móng

2.6.2 Kiểm tra điều kiện chọc thủng

* Kiểm tra chọc thủng theo phương cạnh dài

- Khả năng chống chọc thủng theo phương cạnh dài

Φb=α × Rbt×ho× btb=α × Rbt× ho×(bc+ho) Φb=1 ×900 × 0.35× (0.2+0.35)=173.25 KN

- Vị trí chân tháp xuyên thủng theo phương cạnh dài :

Gọi l1 là khoảng cách từ chân tháp xuyên thủng ra mép móng có Pmaxtt

Gọi l2 là khoảng cách từ chân tháp xuyên thủng ra mép móng có Pmintt

- Áp lực gây chọc thủng theo phương cạnh dài :

Nội suy ra được Pct (tb)tt

trung bình giữa Pcttt và Pmaxtt

* Kiểm tra chọc thủng theo phương cạnh ngắn - Khả năng chống chọc thủng theo phương cạnh ngắn

Φb=α × Rbt×ho× btb=α × Rbt× ho×(hc+ho) Φb=1 ×900 × 0.35× (0.25+0.35)=189 KN

- Vị trí chân tháp xuyên thủng theo phương cạnh ngắn :

Gọi l1 là khoảng cách từ chân tháp xuyên thủng ra mép móng có Pmaxtt

Gọi l2 là khoảng cách từ chân tháp xuyên thủng ra mép móng có Pmintt

Nội suy ra được Pct (tb)tt trung bình giữa Pcttt và Pmaxtt

Cắt dải bản 1 m theo 2 phương b và l, xem như 1 dầm console ngàm tại mép cột, sơ đồ tính 1 đầu ngàm 1 đầu tự do

3.1 Theo phương cạnh dài

Gọi l1 là khoảng cách từ mép móng có Pmintt tới mép cột Gọi l2 là khoảng cách từ mép cột ra mép móng có Pmaxtt

Gọi b2 là khoảng cách từ mép cột ra mép móng có Pmaxtt

- Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 17 MPa - Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.2 MPa - Môđun đàn hồi: E = 32.5x103 Mpa

Vật liệu làm đài Bê tông B25 (M300) có:

- Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 14.5 MPa - Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.05 MPa - Môđun đàn hồi: E = 30x103 MPa

Cốt thép CI có:

- Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc : Rs = 225 MPa - Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép ngang : Rsw = 175 MPa Cốt thép CII có:

- Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc : Rs = 280 MPa - Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép ngang : Rsw = 225 MPa

Thiết kế mặt đài cách 1m ở cao độ -1.000m so với mặt đất tự nhiên Giả sử chiều sâu dài cọc Df = 3.5 m

=> Vậy chọn Df=2.7 m, chiều dày đài :1.05m

4.5 Sơ bộ tiết diện và chiều dài cọc

 Chọn cọc tiết diện vuông 35 x 35 (cm)

Diện tích tiết diện = 0.35 x 0.35 = 0.1225 m2 Chu vi tiết diện ngang cọc u = 7 x 0.35 = 2.45 m

 Chọn cường độ bêtông

 Chiều dài thực tế khi cấm sâu vào đất :21.3m +Chiều sâu mũi cọc : 22.8

+Chiều cao đài: 1.05m

Hình 5- Trường hợp cọc làm việc khichịu tải công trình

Eb: modum đàn hồi vật liệu cọc.

I: moment quán tính tiết diện ngang cọc.

4.7.2 Theo tiêu chỉ tiêu cơ lý đất nền

 Sức chịu tải cho phép.

Rc,k : là giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén, được xác định theo các giá trị riêng sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,u

 cd 1.1 : hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc (Bảng 4).

Ab = 0.32 = 0.09 (m2) : diện tích ngang mũi cọc.

fi : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i (Tra Bảng 3)

li : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i Các lớp đất đồng nhất chia dày không quá 2m

Bảng 3- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

Với:

Trong đó:

σi’: Ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ i theo phương thẳng đứng k0 = 1 – sinφi : Hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i

u = 4x0.35 = 1.4 m : Chu vi tiết diện ngang cọc

Mục G.3.2 – Phụ lục G – TCVN 10304:2014 công thức của viện kiến trúc Nhật Bản.

Sức chịu tải cực hạn của cọc.

c,ubbc,i c,is,i s,i

A 0.35 0.1225(m ) : diện tích tiết diện ngang mũi cọc.

0.4 10.01 0.3 32.829 13 18.507 1.3 2.1 16.76

p

fc,i : cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i c,ip L u,i

f  f c với:

 : hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa sức kháng cắt không thoát nước của đất dính cu và trị số trung bình ứng suất pháp hiệu quả thẳng đứng, xác định

theo biểu đồ trên Hình G.2a – Phụ lục G.

fL : hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng, xác định thro biểu đồ Hình G.2b – Phụ lục G.

Hình 6- Hình G.2 TCVN 10304:2014

cu,i : là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất lc,i : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i.

fs,i : cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đât rời thứ i.

Ns,i : chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời thứ i ls,i : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i Ứng suất pháp của các lớp đất nằm trên đáy đài:

v 18 1.5 27(kN / m )

Bảng 5- Cường độ sức kháng trung bình bên thân cọc

Sức chịu tải cực hạn của cọc.

c,ubbc,i c,is,i s,i

4.8.5 Chọn sức chịu tải của cọc đơn

So sánh sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu trên ta chọn sức chịu tải nhỏ nhất.

4.8.6 Kiểm tra điều kiện ép cọc

Lực ép cho phép khi thi công cọc theo mục 3.5 và 3.6 của TCVN 9394:2012

 Vậy cọc đảm bảo độ bền khi thi công ép cọc.

4.8 Xác định số lượng cọc, bố trí cọc và kích thước đài móng4.8.1 Chọn số lượng cọc và bố trí cọc trong đài

 Bố trí cọc trong đài

- Khoảng cách giữa các cọc hàng ngang và dọc ( từ tim cọc đến tim cọc):

Hình 7- Sơ đồ bố trí cọc trong đài

4.9 Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc4.9.1 Điều kiện cọc đơn

Chuyển các ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc (ở đây ta có trọng tâm nhóm cọc trùng trọng tâm đáy đài):

R : là sức chịu tải thiết kế của cọc, Rc tk, 401 (kN)

W : hiệu số giữa khối lượng bản thân cọc và khối lượng bản thân đất do cọc chiếm chỗ

 : là ứng suất hữu hiệu theo phương đứng do trọng lượng bản thân của các lớp đất

tại cao trình mũi cọc

 Vậy tải trọng truyền xuống cọc đảm bảo không vượt quá sức chịu tải cho phép của cọc và cũng không có cọc nào bị nhổ.

Hiệu suất làm việc của cọc:

Sức chịu tải của nhóm cọc:  Qnh  5 0.843 401 1690.2  kN Ntt 1478kN

=> Vậy thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm cọc

4.10 Kiểm tra đất nền dưới đáy khối móng quy ươc4.10.1 Kích thước khối móng quy ước:

Theo Mục 7.4.4 – TCVN 10304:2014, mặt truyền tải của khối móng quy ước được mở

rộng hơn so với diện tích đáy đài với góc mở:

4.10.2 Trọng lượng khối móng quy ước

Trọng lượng đất trong móng khối quy ước.

Trọng lượng khối móng quy ước: qudat(qu)btcoc dai

W W W  W  7994.2 319.63 157.3 8156.5(kN)  

Hình 8- Khối móng quy ước

4.10.3 Kiểm tra ổn định nền dưới khối móng quy ước

Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước:

 Sức chịu tải của đất nền theo trạng thái giới hạn II:

Theo Mục 4.6.9 – TCVN 9362:2012, áp lực trung bình tác dụng lên nền đất dưới đáy

móng không vượt qua áp lực tính toán theo công thức:

m1 = 1.2 : hệ số điều kiện làm việc của đất nền lấy theo Bảng 15 – Mục 4.6.10

m2 = 1 : hệ số điều kiện làm việc của công trình tác động qua lại với nền theo Bảng 15 – Mục 4.6.10

ktc = 1 : hệ số tin cậy lấy theo Mục 4.6.11 (kết quả thí nghiệm các mẫu đất lấy tại nơi xây

A,B, D : hệ số không thứ nguyên, lấy theo Bảng 14 phụ thuộc vào góc ma sát trong của

đất dưới móng khối quy ước.

Vậy nền đất thoả điều kiện ổn định.

4.10.3 Tính lún khối móng quy ước theo tổng phân bố

S= 2.69 cm < Sgh= 8cm → Thỏa điều kiện lún

4.11 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (TCXD 205:1998)

b  d : đối với cọc có đường kính thân cọc d < 0.8 (m)

4.11.2 Xác định chuyển vị ngang và góc xoay

Chuyển vị ngang của cọc ở cao trình mặt đất bởi lực H 0 1 gây ra:

Góc xoay của cọc ở cao trình mặt đất bởi lực H 0 1 gây ra:

Theo Mục G.8 - TCXD 205:1998, mô men ngàm tính toán M , khi tính cọc ngàm ng

cứng trong đài và đầu cọc không bị xoay, tính theo công thức sau:

l : là khoảng cách từ đáy đài cọc đến mặt đất (đài cao), lấy l 0 0 đối với móng đài thấp.

Moment uốn và lực cắt của cọc tại cao trình mặt đất:

Vì cọc ngàm cứng với đài nên góc xoay  0.00 (rad) rất nhỏ, không cần kiểm tra Chuyển vị ngang và góc xoay của cọc ở mức đáy đài:

Bảng 9- Mô men dọc thân cọc

  : ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng trong đất tại độ sâu z

 : hệ số, lấy  0.3 cho các trường hợp còn lại

Kết luận: Nền đất xung quanh cọc ổn định

4.11.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt của cọc

Lực cắt lớn nhất do tải trọng ngang gây ra: Qzmax 23.44 (kN)

Theo Mục 6.2.3.3 - TCVN 5574:2012, khả năng chịu cắt của bê tông:

h : là chiều cao làm việc của tiết diện cọc

Chọn lớp bê tông bảo vệ a0.03 ( )m  h0 0.3 0.03 0.27 ( )  m

Kiểm tra: Qzmax 23.44 (kN)Qbmin 76.55 (kN)

Kết luận: bê tông cọc đảm bảo khả năng chịu cắt, bố trí cốt đai theo cấu tạo.

4.12 Kiểm tra xuyên thủng

Chọn chiều cao sơ bộ là 1.05 m Chọn a0= 100 mm

Chiều cao làm việc của tiết diện đài: h0= h - a0 = 1.05 – 0,1 = 0,95 m

Điều kiện kiểm tra:

Đáy bé U1 2 0.675 0.6755  2.7 ( )m , đáy lớn U2  4 (1.65 0.35) 4.4 ( )  m Giá

trị trung bình của 2 chu vi đáy lớn và bé:

Vậy h = 1.05 (m) đảm bảo điều kiện xuyên thủng.

Kết luận: Đài cọc không bị cột xuyên thủng.

4.13 Kiểm tra khả năng chống cắt cho đài

Theo Mục 6.2.3.4 - TCVN 5574:2012, đối với cấu kiện bê tông cốt thép không có cốt

thép đai chịu lực cắt, để đảm bảo độ bền trên vết nứt xiên cần tính toán đối cới vết nứt xiên nguy hiểm nhất theo điều kiện :

h  m : chiều cao làm việc của đài cọc

c: chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng, lấy c c 1 c2 0.35 ( )m

Kiểm tra: Qmax 669.7 (kN)Qb0 3307.5 (kN)

Kết luận: bê tông đài cọc đảm bảo khả năng chịu cắt.

TÀI LIỆU THAM KHẢO