LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp kết qủa năm học mái trường đại học Nó kết đầu tay sinh viên trước khỏi ghế nhà trường Quá trình làm luận văn giúp chúng em thu nhập tổng hợp lại toàn chương trình học Ngoài tiếp tục tiếp thu kiến thức mới, nghiên cứu vấn đề thời thiết thực khoa học kỹ thuật Nhằm đánh giá phương án đưa giải pháp kỹ thuật tối ưu trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô Trường Đại Học Công Nghệ Sài Gòn chân tình hướng dẫn - giúp đỡ em suốt trình học tập Trường Đặc biệt Thầy Cô Khoa Kỹ Thuật Công Trình , Bộ Môn công trình truyền đạt kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm quý giá cho em Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy PHẠM TRƯỜNG GIANG thầy tận tình giúp đỡ em suốt thời gian làm tốt nghiệp Sau xin cảm ơn người thân, cảm ơn tất bạn bè gắn bó học tập, giúp đỡ suốt thời gian qua, trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp Với tất lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn ! TP.Hồ Chí Minh Ngày 25 tháng 07 năm 2009 Sinh viên VÕ HOÀNG HUY Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG MỤC LỤC Bìa Nhiệm vụ luận văn Lời cảm ơn Mục lục 1.1 MÔ TẢ SƠ LƯC CÔNG TRÌNH CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Error! Bookmark not defined 1.1 MOÂ TẢ SƠ LƯC CÔNG TRÌNH CT2 Error! Bookmark not defined 1.2 SƠ LƯC VỀ KIẾN TRÚC Error! Bookmark not defined 1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Error! Bookmark not defined Hệ kết cấu khung Error! Bookmark not defined Hệ kết cấu khung – giằng Error! Bookmark not defined NỘI DUNG LUẬN ÁN Error! Bookmark not defined 1.3.1 1.3.2 1.4 CHƯƠNG THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined 2.2 Error! Bookm CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỦA CẤU KIỆNError! Bookmark not defined 2.2.1 Bề dày sàn Error! Bookmark not defined 2.2.2 Kích thước tiết diện dầm Error! Bookmark not defined 2.3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN Error! Bookmark not defined Bảng 2.6 Tổng tải sàn Error! Bookmark not defined Bảng 2.7 Kết tính moment cho bốn cạnh.Error! Bookmark not defined Bảng 2.8 Kết tính moment cho ô loại dầm.Error! Bookmark not defined CHƯƠNG THIẾT KẾ CẦU THANG Error! Bookmark not defined TẦNG ĐẾN TẦNG 16 Error! Bookmark not defined 3.1 SÔ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined 3.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined 3.3 SƠ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined 3.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 26 3.5 XAÙC ĐỊNH NỘI LỰC 28 3.6 TÍNH CỐT THÉP BAÛN THANG 31 3.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG 31 TẦNG ĐẾN TẦNG Error! Bookmark not defined 3.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined.33 3.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined.34 SVTH : VÕ HOÀNG HUY Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG 3.3 SƠ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined.34 3.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 35 3.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 37 3.6 TÍNH CỐT THÉP BẢN THANG 39 3.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG 40 TẦNG HẦM ĐẾN TẦNG Error! Bookmark not defined 3.1 SƠ ĐỒ HÌNH HOÏC Error! Bookmark not defined.42 3.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined.42 3.3 SƠ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined.43 3.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 44 3.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 46 3.6 TÍNH CỐT THÉP BẢN THANG 48 3.7 KIEÅM TRA ĐỘ VÕNG 49 CHƯƠNG THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁY Error! Bookmark not defined 4.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined 4.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined 4.3 SÔ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined 4.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 57 4.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 61 3.6 TÍNH CỐT THEÙP 70 4.7 KIEÅM TRA 75 CHƯƠNG THIẾT KẾ KHUNG KHÔNG GIAN Error! Bookmark not defined 5.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined.82 5.2 CHOÏN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined.84 5.3 SƠ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined.87 5.4 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN MÔ HÌNH 88 5.5 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 89 5.6 TỔ HP NỘI LỰC 111 5.7 TÍNH THÉP KHUNG 114 5.8 CHUYỂN VỊ NGANG LỚN NHẤT TẠI ĐỈNH CÔNG TRÌNH 126 CHƯƠNG THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 127 6.1 CAÁU TẠO ĐỊA CHẤT Error! Bookmark not defined.127 6.2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT THỐNG KÊ Error! Bookmark not defined.129 6.3 CÁC ĐẶC TRƯNG TIÊU CHUẨN VÀ TÍNH TOÁNError! Bookmark not defined.130 6.4 KẾT QUẢ TỔNG HP THỐNG KÊ Error! Bookmark not defined.133 SVTH : VÕ HOÀNG HUY Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG CHƯƠNG PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 135 7.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 135 7.2 CẤU TẠO ĐỊA CHAÁT 136 7.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CỌC KHOAN NHỒI 138 7.4 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI 138 7.5 THIẾT KẾ MÓNG M02 143 7.6 THIẾT KẾ MÓNG M04 154 CHƯƠNG PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP 172 8.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ MÓNG CỌC KHOAN ÉP 172 8.2 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT 173 8.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CỌC KHOAN ÉP 175 8.4 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN ÉP 175 8.5 THIẾT KẾ MÓNG M02 180 8.6 THIẾT KẾ MÓNG M04 192 CHƯƠNG SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 208 MUÏC LUÏC PHỤ LỤC THIẾT KẾ CỐT THÉP CỘT TRỤC 210 PHỤ LỤC THIẾT KẾ CỐT THÉP VÁCH TRỤC 216 PHUÏ LỤC THIẾT KẾ CỐT THÉP DẦM TẦNG 225 PHUÏ LUÏC THIẾT KẾ CỐT ĐAI DẦM TẦNG 232 PHỤ LỤC KẾT QUẢ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 239 SVTH : VÕ HOÀNG HUY Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 MÔ TẢ SƠ LƯC CÔNG TRÌNH Do tốc độ trình đô thị hóa diễn nhanh, cộng với tăng tự nhiên dân số, lượng lớn người nhập cư từ tỉnh thành nước đổ lao động học tập, dân số Thành phố Hồ Chí Minh có sáu triệu người Điều tạo áp lực lớn cho Thành phố việc giải việc làm, đặc biệt chỗ cho sáu triệu người tăng năm tới Quỹ đất dành cho thổ cư ngày thu hẹp, việc tiết kiệm đất xây dựng khai thác có hiệu diện tích có vấn đề căng thẳng Thành phố Hồ Chí Minh Nhu cầu tòa nhà chung cư cao cấp dự án chung cư cho người có thu nhập thấp ngày cao trước Đó xu hướng tất yếu xã hội đềø cao giá trị người, công sử dụng chung cư không gói gọn chỗ đơn mà mở rộng thêm dịch vụ phục vụ cư dân sinh sống hộ thuộc chung cư Giải pháp xây dựng tòa nhà chung cư cao tầng giải pháp tối ưu nhất, tiết kiệm khai thác quỹ đất có hiệu so với giải pháp khác diện tích Dự án Nhà cao tầng CHUNG CƯ LÔ A đời không nằm xu hướng Đây nhà cao tầng thuộc Khu tái định cư 23-49 Đinh Tiên Hoàng _P3_Q.Bình Thạnh_ TpHCM, có số đặc điểm sau : • Chủ đầu tư : BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN NÂNG CẤP ĐÔ THỊ • Đơn vị thiết kế: CÔNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ XÂY DỰNG_ Chi nhánh TpHCM, 64/46L Đinh Tiên Hoàng • Diện tích đất xây dựng 1036.95m2 • Gồm có 16 tầng + tầng sân thượng tầng hầm SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 Hình 1.1 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG Vị trí địa lý công trình 1.2 SƠ LƯC VỀ KIẾN TRÚC Dự án Nhà cao tầng Chung Cư Lô A có mặt đất xây dựng 22.3m × 46.5m, cao trình mái H = +53.0 m, gồm 16 tầng + tầng sân thượng tầng hầm, đó: • 16 tầng gồm: tầng dịch vụ công cộng, 15 tầng hộ • Tầng sân thượng nhằm mục đích chống nóng cho tầng bên • Tầng hầm: dùng làm bãi giữ xe cho toàn chung cư nơi đặt thiết bị kỹ thuật phục vụ cho công trình trình sử dụng • Công trình thiết kế theo số phương án sau: • Móng: cọc khoan nhồi (phương án 1), cọc ép (phương án 2) • Vách: Bê tông cốt thép B35 dày 300 • Sàn: Bê tông cốt thép B20 dày 100 SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG • Cầu thang, bể nước: Bê tông cốt thép B20, riêng bể nước có phụ gia chống thấm • Mái bê tông cốt thép có lớp chống thấm cách nhiệt • Tường gạch, trát vữa, sơn nước • Cửa đi, cửa sổ: cửa kính khung nhôm sơn tónh điện 1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép giai đoạn quan trọng toàn trình thiết kế thi công xây dựng Đây công tác tạo nên “bộ xương” công trình, thỏa mãn ba tiêu chí sản phẩm xây dựng: mỹ thuật – kỹ thuật – giá thành xây dựng Các giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối sử dụng phổ biến nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung – vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống hệ kết cấu hình hộp (giải pháp bị loại thích hợp cho công trình cao 40 tầng) Do lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình cụ thể hạ giá thành xây dựng công trình, đảm bảo độ cứng độ bền công trình, chuyển vị đỉnh công trình Việc lựa chọn kết cấu dạng hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể công trình, công sử dụng, chiều cao nhà độ lớn tải trọng ngang ( động đất, gió) 1.3.1 Hệ kết cấu khung Hệ kết cấu khung có khả tạo không gian lớn, linh hoạt thích hợp với công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng, lại hiệu chiều cao công trình lớn Trong thực tế kết cấu khung bê tông cốt thép sử dụng cho công trình đến 12 tầng Như Nhà cao tầng Chung Cư Lô A cao 17 tầng (kể hầm), hệ kết cấu khung không đảm bảo khả chịu lực độ an toàn cho công trình Do ta phải chọn giải pháp kết cấu khác hợp lý 1.3.2 Hệ kết cấu khung – giằng Hệ kết cấu khung giằng (khung vách cứng) tạo kết hợp hệ thống khung hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường tạo SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung tường biên Hệ thống khung bố trí khu vực lại Hai hệ khung vách cứng liên kết với qua hệ liên kết sàn Trong trường hợp hệ sàn toàn khối có ý nghóa lớn Trong hệ kết cấu này, hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải ngang, hệ thống khung chủ yếu thiết kế để chịu tải đứng Sự phân rõ chức tạo điều kiện để tối ưu hóa cấu kiện, giảm bớt kích thước cột dầm, đáp ứng yêu cầu kiến trúc Hệ kết cấu khung giằng tỏ hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấu sử dụng hiệu cho nhà cao đến 40 tầng Công trình Chung Cư Lô A có tổng cộng 17 tầng kể tầng hầm với tổng chiều cao 53m nằm khoảng cho phép giới hạn số tầng Công trình chịu tác tác dụng tải trọng ngang lớn (gió, động đất): công trình cao 40m nên phải tính thêm thành phần động tải trọng gió; thời gian vừa qua địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh liên tiếp xảy trận động đất yếu, nguyên nhân sinh thêm lực ngang đáng kể mà ta không xác định lực quán tính công trình Do giải pháp kết cấu khung giằng tỏ hợp lý cho công trình này: hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải ngang, hệ thống khung chủ yếu thiết kế để chịu tải đứng 1.4 NỘI DUNG LUẬN ÁN Luận văn gồm chương trình bày toàn vấn đề liên quan đến thiết kế công trình xây dựng, từ kết cấu hạ tầng (móng) đến kết cấu thượng tầng (khung, mái) Dưới sơ lược nội dung chính: • Chương Giới thiệu đề tài • Chương Thiết kế sàn tầng • Chương Thiết kế cầu thang • Chương Thiết kế bể nước mái • Chương Thiết kế khung không gian • Chương Thống kế địa chất • Chương Thiết kế cọc khoan nhồi • Chương Thiết kế cọc ép SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG Nội dung xuyên suốt chương giới thiệu khái quát kiến trúc giải pháp kết cấu công trình, tóm tắt chung nội dung chương luận văn Tiếp sau đó, chương đề cập đến việc thiết kế sàn tầng điển hình Sàn thiết kế theo kiểu sàn dầm, nghóa ta tính toán nội lực, cốt thép cho ô sàn nhỏ kê lên dầm Muốn ta phải hiểu thật kỹ sơ đồ tính, nội lực, cách tính độ võng hai loại ô : kê bốn cạnh ô loại dầm Chương giới thiệu việc thiết kế cầu thang tầng điển hình Vấn đề quan trọng chương ta phải xác định xác sơ đồ tính cách lấy nội lực để thiết kế cốt thép cho nhịp gối cầu thang Tiếp theo chương 4, nội dung bao trùm thiết kế bể nước mái cho công trình Ở ta cần ý đến chọn tiết diện cho hệ dầm nắp dầm đáy bể nước cách hợp lý cho thỏa mãn độ võng, đặc biệt thiết kế bề dày cốt thép cho đáy hợp lý cho kiểm tra nứt luôn thỏa Chú ý chọn hệ số vượt tải hoạt tải sửa chữa bể n = 1.4 Chương chương thiết kế khung không gian Đây chương quan trọng thiết kế "bộ xương" cho công trình Nhiệm vụ đặt phải biết vận dụng kiến thức thiết kế cột lệch tâm xiên, cách thức kiểm tra vách cứng đặc biệt sử dụng thành thạo phần mềm Etabs (hổ trợ giải nội lực) Một vấn đề đặt cân nhắc kích thước tiết diện cột, dầm, vách cho hàm lượng cốt thép tương đối hợp lý, đồng thời phải thỏa mãn điều kiện chuyển vị ngang đỉnh công trình theo tiêu chuẩn quy định Kế tiếp chương 6: thống kê địa chất Trước thiết kế móng, ta phải tiến hành khảo sát địa chất lập hồ sơ địa chất Hồ sơ khảo sát địa chất có số lượng hố khoan nhiều số lượng mẫu đất lớp đất lớn Vấn đề đặt lớp đất ta phải chọn tiêu đại diện cho mặt theo chiều sâu Và dựa vào hệ số biến động, chọn lựa mẫu thích hợp, ngược lại ta phải loại trừ mẫu có hệ số lớn so với quy định Sau thống kê địa chất xong, ta bước vào trình thiết kế móng Chương giới thiệu phương án móng cọc khoan nhồi Toàn nội dung chương tập turng xoay quanh vấn đề thiết kế đài móng cọc: đài cọc, đài cọc; đặt biệt cân nhắc cắt cốt thép cọc khoan nhồi cho đảm bảo chịu tải trọng ngang mang lại hiệu kinh tế SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG Ngoài phương án móng cọc khoan nhồi, chương giới thiệu phương án khác: móng cọc ép Qua hai phương án giúp so xánh khả chịu tải trọng kinh tế hợp lí để đưa vào thi công công trình Chung Cư Lô A SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG tc N = (110.25 − 0.1225 x12) x3.55 x10.7 = 4132 KN Vậy tổng trọng lượng khối móng qui ước pham vi lớp đất từ đáy đài đến mũi cọc ∑ N tc = 35723KN - Trọng lượng móng khối qui ước N tc = N m + ∑ N tc + ∑ N c qu qu i i tc N qu = 5094 + 35723 + 1249 = 42066 KN -Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy móng khối qui ước N tc = 12526 /1.15 + 42066 = 52958KN - Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm khối móng qui ước (theo phương X) ∑ M xtc = 317 /1.15 = 276KNm - Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm khối móng qui ước (theo phương Y) ∑ M ytc = /1.15 = 5.2KNm - Độ lệch tâm theo phương Y Mx 276 eL = tc = = 0.005m N 52958 - Độ lệch tâm theo phương X My 5.2 eB = tc = = 0.0001m N 52958 - Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối quy ước N tc 6e 6e 52958 6*0.005 6*0.0001 (1 + L + B ) = + (1 + ) = 482 KN / m LM BM LM BM 110.25 10.5 10.5 6e 6e N tc 52958 6*0.005 6*0.0001 = (1 − L − B ) = (1 − − ) = 479 KN / m LM BM LM BM 110.25 10.5 10.5 tc σ max = tc σ tc σ tb = 480.5KN / m 8.6.5 Sức chịu tải tính toán theo trạng thái giới hạn thứ II - Sức chịu tải tính toán theo trạng thái giới hạn thứ II tính theo công thức sau R tt = m1m2 II  ABmγ + BD′f γ 1II + DcII    ktc + m1 = m2 = , ktc = ; Bm = bqu = 10.5 (m) II + γ 1II = 18.4 − 10 = 8.4 (kN/m3); γ = 20.7 − 10 = 10.7 (kN/m3) + D′f = 36.5 (m); c II = 39.8 (kN/m2) SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 196 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG + Với ϕ = 17019' , tra bảng A = 0.406 , B = 2.625 , D = 5.2 Vaäy R tt = 1057 (kN/m2) - Kiểm tra ứng suất mũi cọc (móng khối qui ước ) kiểm tra sau: σ max ≤ 1.2 RII ; σ ≥ ; σ tb ≤ RII σ max −min = tc tc N tc ∑ M x ∑ M y ± ± Fqu Wx Wy + Fqu = 110.25 (m2) ; Wx = Wy = bh 10.5 × 10.52 = = 193 (m3) 6 + Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy móng khối qui ước N tc = 12526 /1.15 + 42066 = 52958KN + Moâmen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm khối móng qui ước (theo phương X) ∑ M xtc = 317 /1.15 = 276KNm + Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm khối móng qui ước (theo phương Y) ∑ M ytc = /1.15 = 5.2KNm Do σ max = 481 < 1.2 R II = 1.2 × 1057 = 1268 (kN/m2) σ tb = 479.5 < R II = 1057 (kN/m2) σ = 478 > (kN/m2) Vậy thỏa mãn điều kiện ổn định đáy móng khối qui ước 8.6.6 Kiểm tra lún cho nhóm cọc - Dùng phương pháp tổng độ lún lớp phân tố ta lập bảng tính tóan sau : S = ∑ si = e1i − e2i h + e1i i - Chia lớp đất đế móng qui ước thành nhiều lớp nhỏ hi = 0,2bm =2.46m - Ứng suất gây lún thân bt σ zo = 8.4*1.7 = 14.28 (kN/m2) bt σ z1 = 14.28 + 8.4 x0.75 = 20.58 (kN/m2) bt σ z = 20.58 + 9.81*6.1 = 80.42 (kN/m2) bt σ z = 80.42 + 9.77 x12.8 = 205.4(kN/m2) bt σ z = 205.4 + 9.02 x11 = 304.6(kN/m2) SVTH : VOÕ HOÀNG HUY Trang: 197 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG bt σ z = 304.6 + 10.7 x3.55 = 342(kN/m2) - Ứng suất gây lún đáy khối đáy qui ước : tc σ zgl = σ tb − σ bt = 479.5 − 342 = 137.5 T/m2 - Hệ số rỗng e lớp đất thí nghiệm nén cố kết trình bày bảng p (kN/m2) e 0.578 25 0.544 50 0.530 100 0.517 200 0.503 400 0.49 Bảng 8.8 Lớp L/b P tố 1 Hệ số rỗng e Z (m) 2Z/b Ko hi (m) σ bt 2.46 0.4 0.96 2.46 4.92 0.8 0.8 2.46 7.38 1.2 0.606 2.46 9.84 1.6 0.449 2.46 342 365.6 365.6 389.2 389.2 412.8 412.8 KN/m 436.5 P2i ε1i ε2i 137.5 487.31 0.493 0.484 132 132 494.68 0.491 0.483 377.424 110 110 491.46 0.489 0.484 401.04 83.325 83.325 424.656 0.488 0.484 61.7375 488.45 353.808 Độ lún tổng cộng Bảng 8.9 σ gl P1i ∑s i Độ lún Si - Độ lún ổn định σ gl < 0.2σ bt - Ta nhận thấy lớp phân tố thứ tức dộ sâu 9.84m so với đáy móng quy ước độ lún ổn định - Tổng độ lún: S = ∑Si = 3.8cm < Sgh = cm Thoả điều kiện lún SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 198 Si (m) 0.013 0.011 0.009 0.006 0.038 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG α α 3.55 23.8 6.1 2.1 Hình 8.12 Phân bố ứng suất lên đấn 8.6.7 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng đài móng: - Dưới tác dụng ngọai lực đặc biệt lực dọc tạo đầu cọc phản lực đầu cọc làm cho đài cọc bị xuyên thủng SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 199 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG Hình 8.13 Tháp xuyên thủng Với kích thước vách lv x bv = 3m x 0.3m Vẽ tháp xuyên thủng ta thấy tháp xuyên thủng bao trùm lên đầu cọc ⇒ Không cần kiểm tra điều kiện xuyên thủng 8.6.8 Tính cốt thép - Đài cọc xem dầm console đầu ngàm vào mép cột, đầu tự Lực tác dụng vào console phản lực đầu cọc x I 10 12 11 II II y I Hình 8.14 Sơ đồ tính đài móng M04 - Môment xác định theo công thức SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 200 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG n M1 = ∑ Pi × li i =1 n M = ∑ Pi × li i =1 Trong : + n : Số lượng cọc phạm vi console + Pi : phản lực đầu cọc thứ i + li : khoảng cách từ mặt ngàm đến trục cọc thứ i - Tải trọng tác dụng lên cọc móng tính theo công thức: Pmax − ∑N = tt nc ± ∑M × y ± ∑M × x ∑y ∑x y x i i • ∑ yi2 = ∑ xi2 =4 x(1.575) + x(0.525)2 = 12.12 • ymax = 1.575 m, xmax = 1.575 m • ∑N • tt M x = M x + H y hm = 317 96 ì 2.1 = 115 (kNm) ã tt M y = M y + H x hm = + 11 × 2.1 = 29 (kNm) tt = 12526 + 1018 = 13544 (kN) - Tính phản lực cọc lên móng P= 13544 115 x0.075 29 x0.675 − + = 1129 KN 12 12.12 12.12 P2 = 13544 115 x0.075 29 x0.525 + + = 1130 KN 12 12.12 12.12 P3 = 13544 115 x0.975 29 x1.725 − + = 1124 KN 12 12.12 12.12 P4 = 13544 115 x 0.975 29 x0.675 − + = 1121KN 12 12.12 12.12 P5 = 13544 115 x0.975 29 x0.525 + + = 1139 KN 12 12.12 12.12 P6 = 13544 115 x0.975 29 x1.725 + + = 1142 KN 12 12.12 12.12 P7 = 13544 115 x 2.025 29 x1.725 + − = 1144 KN 12 12.12 12.12 SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 201 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 P8 = 13544 115 x 2.025 29 x0.675 + − = 1146 KN 12 12.12 12.12 P9 = GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG 13544 115 x 2.025 29 x0.525 + − = 1147 KN 12 12.12 12.12 P = 10 13544 115 x 2.025 29 x1.725 + − = 1143KN 12 12.12 12.12 P = 11 13544 115 x3.075 29 x0.675 + − = 1156 KN 12 12.12 12.12 P = 12 13544 115 x3.075 29 x0.525 + − = 1157 KN 12 12.12 12.12 - Số liệu tính toán : + Bê tông B25 : Rb = 145 daN/cm2 Rbt= 10.5 daN/cm2 + Cốt thép AII : Rs = 2800 daN/cm2 + Rsw = 2250 daN/cm2 Fa = M (cm2) 0.9ho Ra - Choïn a = 0.05 mà h0 = h − a = 2.1 − 0.05 = 2.05 m - Momen theo phương II –II : M II − II = r1 ( P6 + P ) + r2 ( P2 + P5 + P9 + P ) 10 12 =1.725(1142+1143)+0.525(1130+1139+1147+1157) =6342 kN.m - Momen theo phương I-I : M I − I = r1 ( P3 + P4 + P5 + P6 ) + r2 ( P7 + P8 + P9 + P ) 10 =0.975(1124+1121+1139+1142)+2.025(1144+1146+1147+1143) =13687kN.m M (kN.m) h0 (cm) Fa (cm ) Soá Khoảng cách Fac (cm2) M II − II 6342 2.05 122.7 33φ22 a180 125.4 M I −I 13687 2.05 264 33φ32 a120 265 SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 202 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG Bảng 8.10 Tính thép cho đài móng cọc M04 8.6.9 Kiểm tra cọc chịu tải ngang ( Theo phụ lục G –TCXD 205 – 1998) Phân phối tải trọng ngang cho 12 cọc chịu • Lực ngang: H x = tt H tt Hx = 0.92 (kN), H y = y = −8 (kN) 12 • Mô men uốn: M ox = M tt M xtt = 27 (kNm) ; M oy = y = 0.5 (kNm) 12 Hệ số biến dạng α bd = K × bc 6000 × 1.025 = = 0.68 ( m-1 ) −4 Eb × I × 10 × 1.25.10 • K Hệ số tỷ lệ, có thứ nguyên (kN/m4), đầu cọc nằm lớp sét cứng, tra bảng G.1 TCXD205 -1998, K = 6000 (kN/m4) • I bh3 0.35 × 0.353 mômen quán tính tiết diện cọc I = = = 1.25.10−4 12 12 (m4) • d đường kính cọc d = 0.35 (m) • bc bề rộng quy ước cọc (TCXD205-1998), Khi d < 0.8 m bc = 1.5×d + 0.5 m ⇒ bc = 1.5 x0.35 + 0.5 = 1.025m (m) • Eb Mô đun đàn hồi bê tông, Eb = × 107 (kN/m2) (B25) Chuyển vị ngang ∆ n góc xoay ψ cọc cao trình đáy đài tính Hl0 Ml02 H × lo M × lo ; ψ =ψ + ∆ n = y0 + ψ 0l0 + + + 3Eb I Eb I × Eb × I Eb × I đó: • y0 = H 0δ HH + M 0δ HM ; ψ = H 0δ MH + M 0δ MM • δ HH = A0 B C0 ; δ MH = ; δ MM = α Eb I α bd Eb I αbd Eb I bd SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 203 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG • l0 − chiều cao lấy từ đài cọc đến mặt đất ứng với móng đài thấp l0 = • y0 ,ψ − chuyển vị ngang góc xoay cọc cao trình mặt đất • M − Mô men uốn mặt đất ứng với móng cọc đài cao đáy đài ứng với móng cọc đài thấp; H − Giá trị tính toán lực cắt • δ HH ,δ MH − chuyển vị ngang, góc xoay cao trình đáy đài, lực H = đơn vị đặt cao trình gây • δ MM − góc xoay cao trình đáy đài, lực M = đơn vị đặt cao trình đáy đài gây • A0 , B0 , C0 − phụ thuộc vào chiều sâu tính đổi hạ cọc đất Le = α bd L = 0.68 × 34 = 23 (m), tra bảng G.2 – TCXD 205–1998 ta coù A0 = 3.779 , B0 = 2.54 , C0 = 2.4 Chuyển vị ngang góc xoay tổng hợp cao trình đáy đài 2 2 ψ = ψ ox +ψ oy ; ∆ n = yo = yox + yoy δ HH δ MH = δ HM δ MM yox (m) ψ ox (rad) yoy (m) ψ oy (rad) ∆ n = yo (m) ψ (rad) 1.8E-05 3.2E-06 4.9E-06 7.2E-04 9.7E-04 9.9E-03 3.1E-04 Bảng 8.10 0.001 0.001 Tính giá trị ∆ n = yo vaø ψ = ψ Ta coù ∆ n = yo = 0.1 < ∆ gh = (cm) ψ = 0.001 < ψ gh = = 0.002 (rad) 1000 Vậy cọc thỏa mãn điều kiện chuyển vị ngang góc xoay Áp lực σ z (kN/m2), mô men uốn M z (kNm) tiết diện cọc tính theo công thức sau σz = ψ M H K ze ( y0 × A1 − B1 + C1 + D1 ) α bd α bd α bd Eb I α bd Eb I M z = α bd Eb Iy0 A3 − α bd Eb Iψ B3 + M 0C3 + H0 D3 α bd SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 204 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG • ze chiều sâu tính đổi, ze = α bd z • A1 , A3 , B1 , B3 , C1 , C3 , D1 , D3 tra bảng G.3 TCXD205 – 1998 z (m) ze (m) A3 B3 C3 D3 M z (kNm) 0.000 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 65.4 0.260 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 87.2 0.520 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 97.54 0.780 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 100.5 1.040 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 121.5 1.300 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 134.54 1.560 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 137.8 1.819 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 139.5 2.079 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 142.5 2.339 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 147.2 2.599 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 148.7 2.859 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 145.2 3.119 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 135.2 3.379 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 112.5 3.639 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 95.2 3.899 1.5 -0.559 -0.42 0.881 1.437 92.2 4.159 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 87.45 4.419 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 62.5 4.679 1.8 -0.956 -0.867 0.53 1.612 40.5 4.938 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 28.9 5.198 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 12.7 5.718 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 10.5 6.238 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 -0.54 Bảng 8.11 SVTH : VÕ HOÀNG HUY Tính mô men M z (kNm) Trang: 205 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG -20 -1 20 40 60 80 100 120 140 160 -2 -3 -4 -5 -6 -7 Mô ment Mz (kN.m) Hình 8.15 Biểu đồ Moment M z z (m) ze (m) A1 B1 C1 D1 σ z (kN/cm2) 0.000 0.0 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.260 0.1 1.000 0.100 0.005 0.000 1.84 0.520 0.2 1.000 0.200 0.020 0.001 2.54 0.780 0.3 1.000 0.300 0.045 0.005 5.42 1.040 0.4 1.000 0.400 0.080 0.011 6.454 1.300 0.5 1.000 0.500 0.125 0.021 7.84 1.560 0.6 0.999 0.600 0.180 0.036 9.45 1.819 0.7 0.999 0.700 0.245 0.057 10.4 2.079 0.8 0.997 0.799 0.320 0.085 9.2 2.339 0.9 0.995 0.899 0.405 0.121 9.2 2.599 1.0 0.992 0.997 0.499 0.167 8.4 2.859 1.1 0.987 1.095 0.604 0.222 7.77 3.119 1.2 0.979 1.192 0.718 0.288 6.1 3.379 1.3 0.969 1.287 0.841 0.365 5.44 SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 206 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG 3.639 1.4 0.955 1.379 0.974 0.456 4.24 3.899 1.5 0.937 1.468 1.115 0.560 3.45 4.159 1.6 0.913 1.553 1.264 0.678 2.54 4.419 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 1.454 4.679 1.8 0.848 1.706 1.584 0.961 -0.47 4.938 1.9 0.795 1.770 1.752 1.126 -3.4 5.198 2.0 0.735 1.823 1.924 1.308 -3.45 5.718 2.2 0.575 1.887 2.272 1.720 -4.56 Bảng 8.12 Ứùng suất σ z theo phương ngang mặt bên cọc -8 -5 -3 10 -1 -2 -3 -4 -5 -6 Hình 8.16 SVTH : VÕ HOÀNG HUY Biểu đồ ứng suất cọc chịu tải ngang Trang: 207 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG CHƯƠNG SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG Từ giá trị tính toán hai phương án móng cọc ép móng cọc khoan nhồi ta tổng hợp khối lượng bêtông cốt thép cho phương án móng sau : KHỐI LƯNG BÊTÔNG (m3) Cọc BTCT Cọc khoan nhồi 90.29 106.8 KHỐI LƯNG THÉP (Kg) Cọc đóng Cọc khoan nhồi 10210 625.5 Từ kết so sánh ; ta thấy phương án thật có lợi hai mặt bêtông cốt thép , điều kiện tham khảo giá thành loại vật liệu giá thuê nhân công, máy móc thiết bị để thi công hai phương án khó khăn việc lựa chọn phương án Nếu móng cọc ép cho khối lượng bêtông nhỏ lượng thép lại lớn móng cọc khoan nhồi ( chủ yếu cốt thép cọc ) ⇒ cần phải tổng hợp nhiều tham số kỹ thuật kinh tế để chọn phương án hợp lý Các ưu khuyết điểm hai loại phương án móng : * Móng cọc ép : ü Ưu điểm : giá thành rẻ so với loại cọc khác (cùng điều kiện thi công giá thành móng cọc ép rẻ 2-2.5 lần giá thành cọc khoan nhồi), thi công nhanh chóng, dễ dàng kiểm tra chất lượng cọc sản xuất cọc từ nhà máy (cọc đúc sẵn) , phương pháp thi công tương đối dễ dàng, gây ảnh hưởng chấn động xung quanh tiến hành xây chen đô thị lớn ; công tác thí nghiệm nén tónh cọc trường đơn giản Tận dụng ma sát xung quanh cọc sức kháng đất mũi cọc ü Khuyết điểm : sức chịu tải không lớn ( 50 ÷350 T ) tiết diện chiều dài cọc bị hạn chế ( hạ đến độ sâu tối đa 50m ) Lượng cốt thép bố trí cọc tương đối lớn Thi công gặp khó khăn qua tầng cát , lớp cát lớn , thời gian ép lâu * Móng cọc khoan nhồi : ü Ưu điểm : sức chịu tải cọc khoan nhồi lớn ( lên đến 1000 T ) so với cọc ép , mở rộng đường kính cọc 60cm →250cm , hạ cọc đến độ sâu 100m Khi thi công không gây ảnh hưởng chấn động công trình xung quanh Cọc khoan nhồi có chiều dài > 20m lượng cốt thép giảm đáng kể so với cọc ép Có SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 208 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG khả thi công qua lớp đất cứng , địa chất phức tạp mà loại cọc khác không thi công ü Khuyết điểm : giá thành cọc khoan nhồi cao so với cọc ép , ma sát xung quanh cọc giảm đáng kể so với cọc ép công nghệ khoan tạo lỗ Biện pháp kiểm tra chất lượng thi công cọc nhồi thường phức tạp tốn , thí nghiệm nén tónh cọc khoan nhồi phức tạp Công nghệ thi công cọc khoan nhồi đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao * Tóm lại : ta chọn phương án MÓNG CỌC KHOAN NHỒI làm giải pháp móng cho công trình phương án đại sử dụng phổ biến cho công trình lớn ngành cầu đường, cảng dân dụng toàn quốc giới SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 209 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 356 : 2005 Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737 : 1995 Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 229 :1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995 TCXD 198 : 1997 Nhaø cao tầng – Thiết kế cấu tạo bêtông cốt thép toàn khối TCXD 205 : 1998 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế Phan Quang Minh , Kết cấu bê tông cốt thép - Phần cấu kiện bản, Nhà xuất Khoa Học Kó Thuật Hà Nội, 2006 Võ Bá Tầm, Kết cấu bê tông cốt thép tập - Phần kết cấu nhà cửa, Nhà xuất ĐHQG Tp.HCM, 2003 Võ Bá Tầm, Kết cấu bêtông cốt thép tập – Phần cấu kiện đặc biệt, Nhà xuất ĐHQG Tp.HCM, 2003 Châu Ngọc Ẩn, Nền Móng , Nhà xuất ĐHQG Tp.HCM, 2005 10 Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, Nhà xuất ĐHQG Tp.HCM, 2004 11 Nguyễn Đình Cống, Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép, Nhà xuất Xây dựng Hà Nội, 2008 CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG ETABS 8.4.8 SAP 2000 (Version 9.03) EXCEL SVTH : VÕ HOÀNG HUY ... • Đơn vị thiết kế: CÔNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ XÂY DỰNG_ Chi nhánh TpHCM, 64/46L Đinh Tiên Hoàng • Diện tích đất xây dựng 1036.95m2 • Gồm có 16 tầng + tầng sân thượng tầng hầm SVTH : VÕ HOÀNG HUY... Chương Thiết kế sàn tầng • Chương Thiết kế cầu thang • Chương Thiết kế bể nước mái • Chương Thiết kế khung không gian • Chương Thống kế địa chất • Chương Thiết kế cọc khoan nhồi • Chương Thiết kế. .. cao giá trị người, công sử dụng chung cư không gói gọn chỗ đơn mà mở rộng thêm dịch vụ phục vụ cư dân sinh sống hộ thuộc chung cư Giải pháp xây dựng tòa nhà chung cư cao tầng giải pháp tối ưu