Mẫu Thuyết Minh Đồ Án Nền Móng Theo Tiêu Chuẩn AASHTO

Mẫu Thuyết Minh Đồ Án Nền Móng Theo Tiêu Chuẩn AASHTO dành cho các bạn sinh viên có nhu cầu tham khảo về cách trình bày đồ án thuyết minh môn học và đạt điểm cao thuyệt đối như a chúc các bạn may mắn

LỚP: CT21

1.2.2 Kiếm tra điều kiện đáy móng không mất tiếp xúc với nền 4

1.2.3 Kiểm tra điều kiện nền đất dưới đáy móng không bị phá hoại 4

1.2.4 Kiểm tra điều kiện độ lún móng không vượt quá giới hạn cho phép 6

1.3 THIẾT KẾ CHIỀU DÀY MÓNG 8

1.3.1 Điều kiện móng không bị chọc thủng 8

1.3.2 Điều kiện móng không bị phá hoại an toàn và tiết kiệm (phá hoại 1 phương_Console) 10

1.4 THIẾT KẾ CỐT THÉP TẠI ĐÁY MÓNG – THEO PHƯƠNG DỌC 12

1.4.1 Xác định mặt cắt cần thiết kế và tính momen Mmax 12

1.4.2 Tính toán diện tích thép và chọn số thanh thép 13

1.4.3 Kiểm tra điều kiện an toàn chống phá hoại uốn: 15

1.4.4 Kiểm tra điều kiện đảm bảo mode phá hoại dẻo: 15

1.4.5 Bố trí khoảng cách thép theo phương dọc 16

1.4.6 Chiều dài triển khai thép và tổng chiều dài thanh thép: 16

1.5 THIẾT KẾ CỐT THÉP TẠI ĐÁY MÓNG THEO PHƯƠNG NGANG 17

1.5.1 Xác định mặt cắt thiết kế và tính momen Mmax 17

1.5.2 Tính toán diện tích thép và chọn số thanh thép 18

1.5.3 Kiểm tra điều kiện an toàn chống phá hoại uốn 19

1.5.4 Kiểm tra điều kiện đảm bảo mode phá hoại dẻo 20

1.5.5 Bố trí khoảng cách thép theo phương ngang 20

1.5.6 Chiều dài triển khai thép và tổng chiều dài thanh thép 21

1.6 THIẾT KẾ CỐT THÉP TẠI MỐI NỐI CỘT MÓNG 22

1.6.1 Tính toán diện tích thép và chọn số thanh thép 22

1.6.2 Tính toán chiều dài neo và bố trí thép 23

1.7 TỔNG HỢP KẾT QUẢ THIẾT KẾ 24

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐÀI CỌC KHOAN NHỒI 26

2.1 SỐ LIỆU PHỤC VỤ THIẾT KẾ 26

2.1.2 Địa chất 26

2.1.3 Chiều dài móng tự do của cọc 26

2.1.4 Chiều dài móng tự do của cọc 26

2.1.5 Vật liệu móng: 27

2.1.6 Hệ số sức kháng 27

2.1.7 Chuyển vị đầu ngang cho thép của đầu cọc: 28

2.1.8 Độ lún cho phép của móng cọc: 28

2.2 CHỌN CHIỀU DÀI CỌC, ĐƯỜNG KÍNH CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC 28

2.3 PHÂN PHỐI TẢI TRỌNG CỦA ĐÀI CỌC VỀ CÁC CỌC 29

2.3.1 Tính toán cho trạng thái giới hạn sử dụng (TTGH SD) 29

2.4 KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỌC, CHUYỂN VỊ NGANG VÀ ĐỘ LÚN CỦA MÓNG THEO ĐẤT NỀN 34

2.4.1 Kiểm tra sức chịu tải của cọc ( theo phương pháp  và phương pháp β) 34

2.4.2 Kiểm tra điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc (TTGH Sử dụng) 38

2.6.4 Tính Pa và Ma cho các trường hợp εss còn lại 86

2.6.5 Tính Pa và Ma cho trường hợp lệch tâm bé 87

2.7.3 Kiểm tra điều kiện bền nén cho mặt cắt nguy hiểm 91

2.8 THIẾT KẾ CỐT ĐAI CHO CỌC 91

2.8.1 Thiết kế cốt đai cho đoạn từ đầu cọc đến Zfix + 3D 91

2.8.2 Thiết kế cốt đai cho đoạn Zfix + 3D xuống mũi cọc 91

2.8.3 Xác định sức kháng cắt của mặt cắt cọc 92

2.8.4 Kiểm tra điều kiện bền cắt 93

2.9 THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC ĐÀI CỌC: 93

2.9.1 Các thông số thiết kế: 93

2.9.2 Giả định chiều dày T: 94

2.9.3 Tính chiều dài hiệu dụng d: 94

2.9.4 Xác định mặt trượt nguy hiểm: 94

2.9.5 Tìm ứng suất cắt (Vup) do lực Pu: 94

2.9.6 Tìm ứng suất cắt (Vup) do moment Mu: 94

2.9.7 Tìm ứng suất cắt max trên mặt trượt nguy hiểm: 95

2.9.8 Tính sức kháng cắt danh nghĩa của bê tông (Vn) theo ACI.22.6.5 95

2.9.9 Kiểm tra điều kiện an toàn chống phá hoại trượt 95

2.11 THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC 97

2.11.1 Thông số tính toán 97

2.11.2 Thiết kế cốt thép cho đài cọc theo phương dọc 98

2.11.3 Tính toán diện tích thép và chọn số thanh thép theo phương dọc 100

2.11.4 Kiểm tra điều kiện an toàn chống phá hoại uốn theo phương dọc: 101

2.11.5 Kiểm tra điều kiện đảm bảo mode phá hoại dẻo theo phương dọc: 101

2.11.6 Bố trí khoảng cách thép theo phương dọc theo phương dọc 102

2.11.7 Chiều dài triển khai thép và tổng chiều dài thanh thép: 103

2.11.8 Thiết Kế Cốt Thép Tại Đáy Móng Theo Phương Ngang 103

2.11.9 Tính toán diện tích thép và chọn số thanh thép theo phương ngang 105

2.11.11 Kiểm tra điều kiện đảm bảo mode phá hoại dẻo theo phương ngang 106

2.11.13 Chiều dài triển khai thép và tổng chiều dài thanh thép theo phương ngang

2.12 THIẾT KẾ CỐT THÉP TẠI MỐI NỐI CỘT MÓNG 108

2.12.1 Tính toán diện tích thép và chọn số thanh thép 108

2.12.2 Tính toán chiều dài neo và bố trí thép 109

2.13 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Phạm Ngọc Thạch, giảng viênmôn Kĩ thuật nền móng trường Đại học Giao thông vận tải TP HCM đã trang bị choem những kiến thức về môn học và đồ án này Trong suốt quá trình học tập và hoànthành đồ án này, em đã nhận được rất nhiều sự hướng dẫn tận tình quý báu của ThầyPhạm Ngọc Thạch Thầy đã bỏ ra rất nhiều thời gian để củng cố và bổ xung kiến thứccho lớp được học thêm rất nhiều điều từ Thầy và tụi em có thể thực hiện hoàn thành đồán đầu tay này Em cảm ơn Thầy đã nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn và duyệt đồ án,giúp cho chúng em có thêm kĩ năng học tập, cẩn thận trong tính toán cũng như trongtrình bày bản vẽ để có được một sản phẩm, chính xác và hoàn thiện Những kiến thứcthầy đã truyền tải cho em chắc chắn sẽ còn đi theo em sau này Trong quá trình làm đồán chắc chắn em còn mắc phải nhiều sai sót rất mong Thầy bỏ qua Đồng thời, vớikinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế em xin sự đóng góp từ Thầy để đồ án của emđược hoàn thiện hơn.

Em chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN1.1 SỐ LIỆU PHỤC VỤ THIẾT KẾ

1.1.1 Tải trọng thiết kế

Bảng 1.1 Tải trọng thiết kế

STT Trạng thái giớihạn

Lực nén chân cộtPu (KN)

Moment uốnchân cột Mu

Hệ số vượt tải đốivới trọng lượngbản thân kết cấu

móng D

1.1.2 Địa Chất

a Thông tin cơ bản

 Nền đất dưới đáy móng là cát bùn có chiều dày Zh = 7.7m Dưới lớp cát bùn là tầng đất cứng không nén lún.

 Mực nước ngầm thiết ké nằm ở độ sâu Dw = 2.2m so với mặt đất.

b Các tham số vật lý cơ học

 Dung trọng tự nhiên γ tn = 19.1 (kN/m3) Dung trọng bão hòa γ bh = 19.7 (kN/m3) Góc ma sát trong ∅ = 39 o

 Lực dính c = 2.2 (kN/m2)

 Nền có mo đun đàn hồi tang tuyến tính theo độ sâu E =Eo + kz, trong đó Eo = 17400 (kN/m2)

 Kz = 3620 (kN/m2) Hệ số poisson: v= 0.32

1.1.3 Vật liệu mónga Cốt thép

 Cường độ dẻo của thép: f y = 420 Mpa

Bảng 1.2 Đường kính thép cho phép

Mã thanh 10 13 16 19 22 25 29Đường kính

b Bê tông

 cường độ nén: f c = 25 Mpa mo đun đàn hồi: E = 21000 Mpa lớp bê tông bảo vệ dầy 70 mm

 Trọng lượng riêng bê tông: γ bt = 24 (kN/m3)

1.1.4 Cột BTCT trên móng

a Kích thước mặt cắt ngang cột

 Chiều dài: Lc = 400 (mm) Chiều rộng: Bc = 250 (mm)

1.2 THIẾT KẾ CHIỀU DÀI, CHIỀU RỘNG MÓNG 1.2.1 Giả định kích thước móng

Giả định:

 Chiều dài móng L = 1.3 m Chiều rộng móng B = 1.15 m Chiều dày móng T= 0.38 m

1.2.2 Kiếm tra điều kiện đáy móng không mất tiếp xúc với nền

Trọng lượng móng và đất nằm trên móng Wu:

 Trường hợp 1: Nếu biết T thì Wu=γD× B × L(hdat× γdat+T ×γbetong)

 Trường hợp 2: Chưa biết T thì giả định Wu=γD× B × L × D × γbetong

Trong đó:

- γbetong: Trọng lượng riêng của bê tông (KNm2 )

- hdat: Chiều dài phần đất trên cánh móng (m )- γdat: Trọng lựng riêng đất (KNm2 )

Giả sử biết T =0.38 (m)nên ta tính trọng lượng móng và đất phía trên thep TH1

wu=γD× B× L×(HDγD+T γnt)

⇔ wu=1.2 ×1.15 ×1.3 ×((1.2 – 0.38) ×19.1+0.38 ×24)

⇔ wu=44.46 ( KN )Độ lệch tâm e:

e = Pu+WuMu (m) < 6L

807+ 44.46=0.196 < 1.36 =0.217(m)

→ Nhận xét: Móng không bị mất tiếp xúc với nền.

1.2.3 Kiểm tra điều kiện nền đất dưới đáy móng không bị phá hoại.

Ban đầu do tải trọng P lệch tâm, nên ứng suất không phân bố đều Khi tính toán kiểm tra nền đất không bị phá hoại theo phương pháp Vesic lại dựa trên giả thuyết ứngsuất phân bố đều.

a) Dùng giả thiết: Móng B×L chịu Pu + Mu tương đương với móng B×L’ chịu Pu

 Chiều dài L’ của móng tương đương:

L'=L−2 e=1.3−2× 0.196=0.908 (m)

b) Ứng suất tại đáy móng qu:

qu=Pu+WuBxL' −uw

Tra bảng hệ số sức chịu tải theo Vesic:Nc = 67.9

Nq = 56Nγ = 92.2

Nền là nền đất rời (cát bùn) do vậy ta tính ứng suất hữu hiệu tại đáy móng theo điều kiện thoát nước:

σ '=σD−uD=(19.1× 1.2)−0=22.92(kN /m2

Xác định dung trọng hữu hiệu của đất trong vùng ảnh hưởng:

Vì D = 1.2 m < Dw =2.2 m < D+B = 2.35 m Tính dung trọng hữu hiệu theo công thức:

γ '=γtn−γw×(1−(DW−DB ))

67.9=2.045

Xác định hệ số sức kháng theo TCXD :  = 0,45Kiểm tra:

1.2.4 Kiểm tra điều kiện độ lún móng không vượt quá giới hạn cho phépa) Trọng lượng móng và đất nằm trên móng

wu=γD× B× L×(Hdγd+T γbt)

⇔ wu=1 ×1.15 ×1.3 ׿

Độ lệch tâm e:

⇔ e=0.172<L

6 =0.217(m)

→ Nhận xét: Móng không bị mất tiếp xúc với nền.

b) Dùng giả thiết móng: móng B×L chịu Pu+Mu tương đương với móng B×L’ chịu Pu

Chiều dài móng tương đương:

L '=L−2 e=1.3−2 ×0.172=0.956(m)

c) Tính độ lún theo phương pháp Mayne – Polus:Ứng suất tiếp xúc tại đáy móng:

qu=Pu+WuB × L' −uw⇔ qu=710.2+37.04

Hệ số ảnh hưởng của dộ sâu chôn móng:

1.3 THIẾT KẾ CHIỀU DÀY MÓNG

1.3.1 Điều kiện móng không bị chọc thủng theo 2 phương

a) Giả định chiều dày móng T =0.38(m)=380 (mm)

Lớp bê tông bảo vệ thép chủ acov er=70 (mm), giả định dùng thép ϕ 10 có đường kính

Chiều dầy móng hiệu dụng d=T −(Dt h ep)−(B Tbaove)

⇒d =380−(9.5)−(70)=300.5(mm)

b) Xác định mặt chọc thủng Xác định LS h ear, BS h ear

LS h ears=d

2 +400+300.5

2 =700.5(mm)

BS h ears=d

2 +250+300.5

2 =550.5(mm)

Chu vi mặt cắt thủng:

bo=2 ×(LS h ear+BS h ear)=2 ×(700.5+550.5)=2502(mm)c) Ứng suất cắt vu ,Ptrên mặt chọc thủng do tải trọng Pu:

Ứng suất tiếp xúc tại đáy móng do Putác dụng xuống

vu ,M=(γ × Mu× LS h ear

2 × Jc )

⇔ vu , M=(0.459 × 167000000× 700.52 ×6.097 × 1010 )=0.44 (MPa )e) Ứng suất cắt max trên mặt cắt nguy hiểm vu

vu=vu , P+vu , M

⇔ vu=0.796+0.44=1.236(MPa)f) Sức kháng cắt danh nghĩa của bê tông vn

Hệ số sức kháng cắt AIC quy định: φ=0,75

Kiểm tra điều kiện:

φ vn≥ vu

⇔ 0.75× 1.667 ≥1.236⇔1.25 ≥ 1.236(MPa)

Chênh lệch ¿1.25−1.236

1.236 × 100 %=1.06 %<10 %

→ Nhận xét: Đảm bảo an toàn và tiết kiệm.

1.3.2 Điều kiện móng không bị phá hoại an toàn và tiết kiệm (phá hoại 1 phương_Console)

2 −d=1300

2 −400

qmax= PuB × L+

6 × Mu

B × L2⇔ qmax= 807000

6 × 167000000

1150× 130 02 =1.055Tại (-L/2), Tính ứng suất tiếp xúc:

qmin= PuB × L−

Q=Bs h ear× Lconsole×(qmax+qs h ear/2)

⇔Q=1150×149.5 ×(1.055+0.936 )

2 =171250 (MPa)Ứng suất cắt:

Bs h ear× d⇔ vu= 171250

1.4 THIẾT KẾ CỐT THÉP TẠI ĐÁY MÓNG – THEO PHƯƠNG DỌC1.4.1 Xác định mặt cắt cần thiết kế và tính momen Mmax

a) Mặt cắt thiết kế

Do mặt cắt móng tại vị trí mép cột có momen lớn nhất nên ta chọn mặt cắt này là mặt cắt tính toán thiết kế cốt thép móng.

b) Tính momen tại mép cột dùng để thiết kế thép (Mn)

Tải trọng tại TTGH cường độ: Pu=807000 N; Mu=167 ×1 06Nmm

-Tại (+L/2), tính ứng suất tiếp xúc:

qmax= PuB × L+

6 × Mu

B × L2⇔ qmax= 807000

6 × Mu

B × L2⇔ qmin= 807000

(1.055−0.0242) ×(13002 +400

R1=qo× Lo× B=0.698× 450 ×1150=361434 (N )

Cánh tay đòn

Ar m1=0.5 × Lo=0.5 × 450=225 (mm)+Khối hình tam giác:

Hợp lực tác dụng R2=0.5×

2 )−q0)× L0× B

⇔ R2=0.5 ×(1.055−0.698)×450 × 1150=92355.48(N ) Cánh tay đòn

Ar m2=(32)× Lo=(23)×450=300(mm)

+ Momen tại mép cột Mo:

Mo=Ar m1× R1+Ar m2× R2

⇔ Mo=225 ×361434+300 × 92355.48=109030627(Nmm)- Momen Mntại mép cột dung để thiết kế thép:

ϕ (theo ACI ϕ=0.9cho mode phá hoại dẻo)

⇔ Mn=109030627

0.9 =121145141.1 (Nmm)

1.4.2 Tính toán diện tích thép và chọn số thanh thép

a) Chiều dầy móng hiệu dụng:

d=T −(Dt h ep)−(B Tbaove)

b) Sơ đồ lực trên mặt cắt thiết kế tại TTGH cường độ:

c) Tính diện tích thép chịu lực As bang cách giải hệ 2 phương trình:- Phương trình cân bằng lực: As× fy=0.85× fc× a× B (1)- Phương trình cân bằng Momen: Mn=(d−a

2)× As× fy (2)Từ (1) và (2) ta thu được phương trình bậc 2 theo As:

- Chọn thép theo đường kính : Diện tích thép As(chọn)≥ Max( As, Asmin)- chọn 13 cây thép số #10 (đường kính thép dbar =9.5(mm))

1.4.3 Kiểm tra điều kiện an toàn chống phá hoại uốn:

a) Tính lại chiều dày vùng nén bê tông a:

Mn× φ=121690365× 0.9=109521328.5>Mo=109030627

 Kết luận: mặt cắt móng nguy hiểm có đủ cường độ để chịu momen uốn Mo.

1.4.4 Kiểm tra điều kiện đảm bảo mode phá hoại dẻo:

Thỏa mãn điều kiện đảm bảo mode phá hoại dẻo.1.4.5 Bố trí khoảng cách thép theo phương dọc

a) Bố trí khoảng cách mép:

Kcm=¿

Thỏa điều kiện khoảng cách mép không quá nhỏ.

d) Khoảng cách tim tối đa:

Kct¿¿Kct¿¿⇔ Kct=77.3<Kct¿¿

Thỏa điều kiện khoảng cách tim không quá lớn.

1.4.6 Chiều dài triển khai thép và tổng chiều dài thanh thép:

a) Chiều dài cần để thép neo chặt vào bê tông:

d¯=9.5 <25¿Kcm=73.3>2 d¯=19¿ vậy x = 2.1b) Tính L¿p lied

L¿p lied=L /2−Lc/2−(BTbaove)=1300/2−400/2−70=380(mm)c) Kiểm tra điều kiện L¿p lied≥ Ld

L¿p lied≥ Ld⇔380 ≥ 380(mm)

Chiều dài móng đủ để thép neo chặt trong bê tông.

Chọn L¿p lied=380 (mm) là chiều dài để triển khai thép.

d) Tổng chiều dài thanh thép:

6 × Mu

B × L2⇔ qmin= 807000

1150 ×1300−

6 ×0

1150 ×13002=0.54 (MPa)- Dùng qmaxvà qmin nội suy ra q0tại mép cột:

q0=0.54 (MPa)

- Tính Motại mép cột: Trong phạm vi Bo=B /2−Bc/2=450 mm, tách áp lực đất ra thành 2 khối như hình minh họa:

+ Khối hình chữ nhật:

R1=qo× Bo× L=0.54 × 450× 1300=315782.6 (N )

⇔ Ar m1=0.5× Bo=0.5 × 450=225(mm)+ Momen tại mép cột Mo:

Mo=Ar m1× R1+Ar m2× R2

⇔ Mo=225 ×315782.6+0=71051087.03(Nmm)- Momen Mntại mép cột dung để thiết kế thép:

Mn=Mo/φ (theo ACI φ =0,9 cho mode phá hoại dẻo)

⇔ Mn=71051087.06/0.9=78945652.29(Nmm)

1.5.2 Tính toán diện tích thép và chọn số thanh thép

a) Chiều dầy móng hiệu dụng:

d=T −2×(D kt h ep)−(B Tbaove)

⇔ d=380−2×(9.5)−(70)=300.5(mm)

b) Sơ đồ lực trên mặt cắt thiết kế tại TTGH cường độ:

c) Tính diện tích thép chịu lực As bang cách giải hệ 2 phương trình:- Phương trình cân bằng lực: As× fy=0.85× fc× a× T (1)

- Phương trình cân bằng Momen: Mn=(d−a/2)× As× fy (2)Từ (1) và (2) ta thu được phương trình bậc 2 theo As:

0.85 ×25 ×1150 ×2As−300.5 As+78945652.29

As=635.7(mm2)e) Tính diện thép:

A min¿0,0018 × L× Tnếu dùng thép fy=420(MPa)

A min¿0,0018 × L× T =0.0018 ×1300 × 420=936 (m m2)

- Chọn thép theo đường kính : Diện tích thép As (chọn)≥ Max( As, Asmin)

- Chọn 14 cây thép số #10 ( đường kính thép dbar = 9.5(mm)- Tổng diện tích thép thực tế: As(c h on)=14 × π ×9 5

1.5.3 Kiểm tra điều kiện an toàn chống phá hoại uốn

a) Tính lại chiều dày vùng nén bê tông a:

Thỏa mãn điều kiện đảm bảo mode phá hoại dẻo.

1.5.5 Bố trí khoảng cách thép theo phương ngang

Thỏa điều kiện khoảng cách mép không quá nhỏ.h) Khoảng cách tim tối đa:

Kct¿¿⇔ Kct¿ ¿⇔ Kct=87.3<Kct¿¿

 Kết luận: Thỏa điều kiện khoảng cách tim không quá lớn.1.5.6 Chiều dài triển khai thép và tổng chiều dài thanh thép

f) Chiều dài cần để thép neo chặt vào bê tông:

Với:

d¯=9.5 <25¿Kcm=99.6>2d¯=19¿ vậy x = 2.1g) Tính L¿p lied

L¿p lied=B /2−Bc/2−(BTbaove)=1150 /2−250/2−70=380(mm)h) Kiểm tra điều kiện L¿p lied≥ Ld

L¿p lied≥ Ld⇔380 ≥ 380(mm)

 Chiều dài móng đủ để thép neo chặt trong bê tông.

 Chọn L¿p lied=380 (mm) là chiều dài để triển khai thép.i) Tổng chiều dài thanh thép:

- Khả năng chịu nén của mối nối (Pn)

Pu , col=(0.85× fc, col)×(Bc× Lc)

⇔ Pu , col=(0.85 ×30)×(250 × 400)=1657500(N )Khả năng của móng.

⇔ Pc, foot=(0.85× 25)×(250 × 400)×2⇔ Pc, foot=1381250(N )Khả năng của mối nối cột

Pn=MIN (Pu , col;Pu ,fool)⇔ Pn=MIN (1657500;1381250)⇔ Pn=1381250(N )Diện tích thép mối nối

Vì Pn > Pu nên diện tích thép chịu nén As1=0mm2

Diện tích thép cấu tạo( chịu nhiệt, co ngót)

As 2=0,005 ×(Bc× Lc)⇔ As 2=0,005 ×(250 × 400)⇔ As 2=500(mm2)Diện tích thanh thép cần cho mối nối:

As ,dowel=MAX ( As 1; As 2)⇔ As , dowel=MAX (0 ;500)⇔ As , dowel=500(mm2)Chọn thép cho mối nối:

ta có Asdowel ,c h osen>Asdowel→ Nhận

1.6.2 Tính toán chiều dài neo và bố trí thép

+ Tín chiều dài neo vào cột của thép mối nối.

• Ldc−col=MAX(200 mm; 0,24 d−¯col×fy

⇔ Ldc−col=MAX(200 mm ;0,24 ×28,7 × 420

√420)⇔ Ldc−col=MAX (200 mm ;528 mm)⇔ Ldc−col=528 mm

• Lsc−dowel=MAX(300 mm ;0.071 × fy×d−dowel¯ )

⇔ Lsc−dowel=MAX (300 mm ;0.071 × 420× 12.7)⇔ Lsc−dowel=MAX (300 mm ;0.071 × 420× 12.7)⇔ Lsc−dowel=MAX (300 mm ;378.714 mm)⇔ Lsc−dowel=378.714 mm

Ta có chiều dài neo vào cột

Lextend=MAX (Ldc−col; Ldc−dowel)⇔ Lextend=MAX (528 mm;(378.714 mm))⇔ Lextend=528 mm

+Tổng dài neo vào móng (Ldh) và bẻ móc (Lhook) của thép mối nối

Ld h=MAX(200 mm ;0.24 × d−dowel¯ ×fy

Ld h=MAX(200 mm ;0.24 ×12.7 ×420

√25)⇔ Ld h=MAX (200 mm ;256 mm)⇔ Ld h=256 mm

Xét điều kiện:

•(d−d−foot¯ )>Ld h⇔(337.33−12.7)>256⇔324.63>256(mm)

+ Bố trí thép theo phương dọc (theo phương chiều dài)- Thép chủ dùng 14 thanh thép #10

- Khoảng cách tim giữa 2 thanh thép: 77.3 mm- Chiều dài của thanh thép: 1160mm

+ Bố trí thép theo phương Ngang (theo phương chiều rộng)- Thép chủ dùng 14 thanh thép #10

- Khoảng cách tim giữa 2 thanh thép: 87.3 mm- Chiều dài của thanh thép: 1010mm

+ Bố trí thép neo cột móng:

- Thép chủ dung 4 thanh #13- Chiều dài neo vào cột: 528mm- Chều dài neo vào móng: 256mm- Chiều dài bẻ móc: 152,4mm

Lớp bê tông bảo vệ: 70mm

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐÀI CỌC KHOAN NHỒI2.1 SỐ LIỆU PHỤC VỤ THIẾT KẾ

 Độ sâu mực nước ngầm ở mức đáy đài cọc

 Địa chất: Số 8 (theo số thứ tự trong danh sách đồ án)Bảng 2.2 Các thông số của các lớp đấtLớp đất Dày

γb h(KN /m3) eo Chỉsố IL

0.98 24.0 1.4267

Sét (tốt) 80.0

19.90 0.79

0.38 243.3

3.40 34

2.1.3 Chiều dài móng tự do của cọc

Đầu cọc nằm cách mặt đấy một khoảng Lo= 2.1m

2.1.4 Chiều dài móng tự do của cọc

Sơ đồ bố trí cọcSử dụng sơ đồ: 2

2.1.5 Vật liệu móng:

 Cốt thép dọc

 Cường độ dẻo Fy=420 MPa Mô đun đàn hồi Es= 2.105 Mpa Cốt thép đai xoắn ốc

 Đai xoán ốc có cường độ dẻo Fy = 300 Mpa  Mô đun đàn hồi Es= 2.105 Mpa

Kích thước các thanh thép chuẩn được cho trong bảng sau:Bảng 2.3 Số liệu kích thước chuẩn của thép

Đường kính(mm)

9,5 12,7 15,9 19,1 22,2 25,4 28,7

 Bê tông

 Cường độ nén fc= 25 MPa

 Mô đun đàn hồi Ec = 34.103 MPa

 Trọng lượng riêng bê tông bt = 24.5 KN/m3

Hệ số vượt tải đối với trọng lượng bản thân móng: D=1.2 ( tại TTGH CĐ)

2.1.6 Hệ số sức kháng

Khi tính toán sức chịu tải cọc  Sức kháng bên ϕ = 0,55 Sức kháng mũi ϕ = 0,5 Cọc chịu nén lệch tâm lớn

Φ được xác định theo quan hệ như hình dưới Trong đó, εsx là biến dạng kéo của thanh thép nằm xa TTH nhất và εsy là biến dạng giới hạn dẻo của thép (εsy=Fy

 Khi tính toán cọc chịu nén lệch tâm nhỏ ϕ = 0,75 và ϕ2 = 0,85

 Khi tính toán cọc chịu nén lệch tâm lớn, ϕ được xác định theo quan hệ bên dưới

2.1.7 Chuyển vị đầu ngang cho thép của đầu cọc:

cp = 38 mm

2.1.8 Độ lún cho phép của móng cọc:

Scp = 30 mm

2.2 CHỌN CHIỀU DÀI CỌC, ĐƯỜNG KÍNH CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC

 Giả định chiều dài cọc và bố trí cọc Đường kính cọc D = 1.35 m

 Chiều dài cọc L= 29.6 m Chiều dài cọc trong đất 27.5

 Bố trí cọc Số lượng cọc: 9

 Số hàng cọc theo phương X: 3 Số hàng cọc theo phương Y: 3

 Khoảng cách tim cọc theo phương X: 6.075m Khoảng cách tim cọc theo phương Y: 6.075m

2.3 PHÂN PHỐI TẢI TRỌNG CỦA ĐÀI CỌC VỀ CÁC CỌC2.3.1 Tính toán cho trạng thái giới hạn sử dụng (TTGH SD).

a) Xác định tọa độ của các cọc so với tâm đài:

Bảng 2.4 Số liệu kích thước chuẩn của thép

 Modun đàn hồi: E=34000000(Kpa)

 Chiều dài chịu nén: Ln=Ltrongdat+Lo=27.5+2.1=29.6(m)

 Chiều dài chịu kéo ( uốn): Lu=Lo+5 D=2.1+5× 1.35=8.85 (m)

 Góc xiên: δ=0o ( (cos δ=1;sin δ=0))

c) Tính toán các chuyển vị tại tâm đài cọc (v, u, w) của đài cọc

 Ma trận độ cứng tại tâm đài cọc:

δ+Σ12 EJLu3 cos

δ

2cos2δ +Σ4 EJLu

Bảng 2.5: Vecco ngoại lực tại tâm cọc ở các TTGH

 Giải hệ phương trình trên ta thu được các chuyển vị (ở TTGH SD):

TTGH CD1 CD2 SDChuyển vị v (m) 0.001770446 0.001327818 0.00115078Chuyển vị u (m) 0.001063378 0.002146737 0.00181048Góc xoay w (độ) 0.000009281 0.0000230771 0.00001642

d) Tìm nội lực đầu mỗi cọc (N, H, M) tại đầu cọc

còn lại: thực hiện tương tự như cọc 1

Kết quả được tổng hợp ở bảng sau:

Bảng 2.7: Nội lực tại đầu các cọc tại TTGH SD

Ncọc (KN)

Lực ngangHđài(KN)

Moment uốnMđài(KN.m)

Moment uốnMđài(KN.m)

Moment uốnMđài(KN.m)

Bảng 2.10: Nội lực tại các cọc nguy hiểm nhất

a) Sức kháng bên theo phương pháp  ( tính cho lớp sét yếu, sét tốt)

100=0.24<1.5 → α=0.55- Sức kháng bên đơn vị:

fn=α Su=0.55 ×24=13.2(kPa)

- Diện tích xung quanh đoạn cọc:

Askin=πD(zdown−zup)=π ×1.35 ×(3.5−1.5)=8.4823 (m2)- Sức kháng bên của phân lớp:

Pn , skin=Askinfn=13.2 × 8.4823=111.966(KN )

b) Sức kháng bên theo phương pháp β (tính cho lớp đất cát)

 Sức kháng bên cho phân lớp từ lớp 7.5m đến 9.5m - Ứng suất hữu hiệu

σ'z=h1(γb h 1−9.81)+h2(γb h 2−9.81)¿7.5 ×(16.9−9.81)+1(22.4−9.81)=65.765(kPa)

- Xác định góc ma sát trong φ' dựa vào N60:

φ'=27,5+9,2 ×log10[N60×(pa

σ'z)0,5]¿27.5+9.2 × log10[44 ×(65.765100 )0,5]=43 45o- Góc ma sát cọc/đất cho cọc nhồi: φf=φ'=43 45o

- Xác định hệ số áp lực ngang của đất lên cọc- Ứng suất tiền cố kết

- Hệ số ALĐ tĩnh ( khi chưa xây dựng)

K= Ko=(1−sin φ')× OC Rsinφ'

Trong đó: φ'là góc ma sát trongOCR là hệ số cố kết

K= Ko=¿¿1.1811

- Hệ số β=tan(¿φf)× K=tan(¿43 45o)×1.1811=1.11886¿ ¿

- Sức kháng bên đơn vị:

fn=β × σ'z

Trong đó β là hệ số σz'

là ứng suất hữu hiệu của phân lớp 1(MPa)

fn=1.11886 × 65.765=73.582(kPa)

- Diện tích xung quanh cọc:

Askin=Dπ (zdow−zup)

Trong đó: D là đường kính của cọc (m)

zdowlà độ sâu tại điểm dưới cùng của phân lớp từ 7.5-9.5 (m)

zuplà độ sâu tại điểm trên cùng của phân lớp từ 7.5-9.5 (m)

⇔ Askin=1.35 × π ×(9.5−7.5)¿8.482(m2

)- Sức kháng bên phân lớp 1

Trong đó: zup là độ sâu trên cùng của phân lớp (m)