TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm  ĐỀ BÀI::THIẾT KẾ MÓNG TRỤ CẦU VỪA VÀ NHỎ Số liệu đề : Phương án 3-3-3 30 MNCN 25 N mx 800 25 25 150 b=? MNTN 450 b=? Hb = ? a=? 150 hy MNTT Hb = ? a=? 120 60 80 170 25 Cao độ đáy dầm Cao ®é ®Ønh trơ my H t-thun N Httr = ? hx hình chiếu ngang cầu 60 80 hình chiếu dọc cầu Httr = ? ã Cao độ đáy bệ Cao độ MĐ sau xói lở Cao độ mặt ®Êt sau ®· tÝnh xãi lë 1.Tải trọng tác dụng Tải trọng Nt (tc) – Tónh tải tiêu chuẩn Giá trị 5500 Nh (tc) – Hoạt tải tiêu chuẩn 2.Số liệu chiều Đơn vị KN KN 1600 Hx – Hoạt tải tiêu chuẩn KN 150 Hy – Hoạt tải tiêu chuẩn KN 170 My – Momen hoạt tải tiêu chuẩn Mx – g mục hoạt tảiĐơn vị n tiêu chuẩ Hạn Momen MNCN MNTN MNTT Htt SVTH:ĐỒN XN LINH m m m m KN.m 1000 KN.m Số liệu 1200 thuỷ văn dài nhịp : 5.00 3.5 4.25 -1- LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm CĐMĐTN CĐMĐSX Chiều dài nhịp m m m 0.00 -2.2 32.4 WP IP IL γ γS γC e Sr (m) (%) (%) (%) (%) (-) KN/m3 KN/m3 KN/m3 (-) (-) KN/m2 9.5 33.1 39.5 25.7 13.8 0.54 18.9 27.2 14.2 0.916 0.983 15.9 11.8 25.3 27.8 22.3 5.5 0.55 18.7 26.6 14.92 0.782 0.860 8.5 22.7 40.9 23.5 17.4 0,7 độ rỗng lớn, đất yếu Các lớp đất có e > 0,7 Vậy xét riêng số e đất khả chịu lực thích hợp để đặt móng công trình 2.đánh giá điều kiện thuỷ văn: Mực nước cao (MNCN): (m) Mực nước thấp (MNTN): 2.5 (m) Mực nước thông thuyền (MNTT):3.5 (m) Chọn mực nước thi công (MNTC) : (m) Khi ta xây dựng cầu, móng trụ cầu trở thành vật chắn dòng chảy tự nhiên lòng sông gây nên xói lỡ chung dòng chảy xói lỡ cục trụ mố, để thiết kế mố trụ ta cần phải tính đến yếu tố Giả định cột nước dâng cầu sau xây xong không đáng kể đồng thời xem chiều sâu nước trung bình cầu sau xói MNTC htb =MNTC = 4.25 m Mặt khác ta giả định trụ cầu bị ảnh hưởng xói cục Ở thiết kế này, địa chất ta phân tích đất yếu Như ta làm móng nông làm móng nông phải đặt móng đến lớp đất tốt sâu dẫn đến kích thước móng lớn gây tốn khối lượng, thời gian thi công ta không chọn giải pháp móng nông SVTH:ĐỒN XN LINH -3- LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm Giải pháp lại ta chọn phương án móng cọc bệ thấp móng cọc bệ cao Móng cọc bệ thấp có giá thành cao thi công phức tạp móng cọc bệ cao dó ta chọn phương án móng cọc bệ cao để thiết kế kỹ thuật PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH I.Xác định kích thước trụ cầu tải trọng: A.Xác định kích thước trụ: Vị trí xây dựng trụ cầu nằm xa bờ phải đảm bảo thông thuyền , thay đổi cao độ mực nước MNCN MNTN tương đối cao Xét điều kiện mỹ quan sông nên chọn cao độ mặt bệ thấp MNTN 0,5m Cao độ đáy dầm = MNTT+Htt = 3.5+ 4.25 = 7.75(m) Cao độ đỉnh trụ = Cao độ đáy daàm – 0.3 = 7.75 – 0.3 = 7.45 m Cao độ mặt bệ trụ = MNTN – 0.5 = 2.5– 0.5 = (m ) Bề dày bệ móng : Hb = (1÷3)m Chọn = Hb = m Cao độ đáy bệ = cao độ mặt bệ trụ – Hb = 2.75 – = m Chieàu cao than trụ: Htru = CĐ đỉnh trụ – 1.4 – CĐ mặt bệ trụ = 7.45 – 1.4 – 2= 4.05 (m) Chiều rộng be trụ: Lấy a = (0.2÷1)m Chọn a = m Lấy b = (0.2÷1)m Chọn b = m B=1.2+2=3.2 ; L=4.5+2=6.5 ;H=Hthantru+1.4+2=7.45 BỐ TRÍ CHUNG TRỤ CẦU: SVTH:ĐỒN XN LINH -4- LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm My cao d? d?nh tr? MNCN 745 100 100 450 60 80 100 50 200 320 150 MNTT MNTN 100 25 25 150 405 25 425 120 My 800 430 25 N Hx 60 80 170 cao d? dáy d?m 650 200 N Hx II Xác định tải trọng tác dụng đáy bệ 1.Tính toán trọng lượng trụ : Trọng lượng trụ : G= = Vtru * γ bt − V ' tru * γ n Trong đó: γbt = 24 kN/m3 : Trọng lượng riêng bê tông γn = 10 kN/m3 : Trọng lượng riêng nước Thể tích trụ toàn phần 1, 22 * Htru + (8 − 2*1,5)*1,7 *1, + * *1,5*0, 6*1,7 + 2*1,5*0,8*1,7 2 1, − > Vtru = 3, 2*6,5* + (4,5 − 1, 2)*1, 2* 4,05 + ∏ * *4.05 + (8 − 2*1,5) *1,7 *1, + 2* *1,5*0,6*1,7 + 2*1,5*0,8*1,7 = 79.726(m ) Vtru = 3, 2*6,5* H b + (4,5 − 1, 2)*1, 2* Htru + ∏ * Thể tích phần trụ ngập nước ứng với MNTN V’tru = 3, 2*6,5* Hb + (4,5 − 1, 2)*1, 2*( MNTN − CDMB) + ∏ * 1, 22 *( MNTN − CDMB) ï >V’tru = 3, 2*6,5* + (4,5 − 1, 2)*1, 2*(2.5 − 2) + ∏ * 1, *(2.5 − 2) = 44.145(m ) ->G=79.726*24-44.145*10=1472 (KN) 2-Tổ hợp tải trọng Laäp bảng tính sau: TỔ HỢP TẢI TRỌNG TẠI ĐÁY BỆ SVTH:ĐỒN XN LINH -5- LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng Loại tải trọng Tải trọng thẳng đứng G+Nhtc+Ntrutc Trọng lượng trụ Gtctru Tĩnh tãi Ntctru Hoaït tai tieu chuan Nhtc Lực Dọc cầu Hx ngang Ngang cầu Hy Mô MY=My+Hx*H men MX=Mx+Hy*H GVHD : Nguyễn Thanh Tâm Tải trọng tiêu chuẩn 8572 Hệ số Tải trọng tính tốn 9909.2 1472 5500 1600 150 170 2117.5 2466.5 1,1 1,1 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1619.2 6050 2240 210 238 2964.5 3453.1 III.Chọn kích thước cọc tính sức kháng cọc: 1.Chọn kích thước cọc : 1.1.Mặt cắt cọc: - Xác định cao độ mũi cọc phụ thuộc: mặt cắt địa chất, SPT - Thường: 20 × 20, 25 × 25, 30 × 30 , 35 × 35, 40 × 40, 45 × 45 cm Chọn mặt cắt ngang :40*40cm , -Maùc betong :Chọn betong cap A co f c =28 (mpa) -Cốt thép dọc chủ : φ = 22 ,số lượng thanh -Chọn cốt đai φ = -Choïn thép -> Rs = f y = 420MPa = 420 N / mm -Diện tích nguyên mặt cắt :Ag= 40*40=1600 cm =160000 mm -Diện tích nguyên cốt thép : Ast = 8* φ2 *∏ ∏ *222 = 8* = 3096mm2 4 400 2@280 60 ø22 ø22 60 2@280 60 60 1.2.Chiều dài cọc: SVTH:ĐỒN XN LINH -6- LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm - u cầu mũi cọc cắm vào sâu lớp đất tốt ≥ 1m + Đất cát : N ≥ 25 + Đất sét: N ≥ 20 - Độ mảnh: L = 30 ÷ 70 D  Chiều dài cọc tính toán: Chiều dài cọc ( LC ) xác định sau ( chưa kể chiều sâu cọc ngàm vào bệ ): LC = CĐĐB – CĐMC Cọc cắm sâu vào lớp đất tốt có N>20 Cọc cắm sâu vào lớp đất tốt >=1m cao độ mũi cọc ; -26 ta có chiều dài cọc: Lctt = 0– (-26) = 26 m chiều dài cọc thực ; Lcth= Lctt+1=27m Kiểm tra: Độ mảnh cọc: Lc/D = 27/ 0.4 = 67.5 thoả mãn yêu cầu độ mảnh Vậy: tổng chiều dài cọc Lcd = 26 + = 27m ( 1m nhàm vào bệ) Cọc tổ hợp từ 03 đốt với tổng chiều dài đúc cọc là: 27m = 10m + 10m+7m Như hai đốt thâân có chiều dài 10 m vµ 10 m, đốt mũi có chiều dài m Các đốt cọc nối với hàn trình thi công đóng cọc 2.Tính sức kháng dọc trục cọc: 2.1.Sức chịu tải dọc trục cọc theo vật liệu : Công thức tính toán : Pr = ϕ Pn Pn = 0.8[0.85*fc’*(Ag – Ast) + fy*Ast] Trong : Pr : Sức kháng lực dọc trục tính toán (N) Pn : Sức kháng lực dọc trục danh định (N) fc’ : Cường độ quy định bê tông tuổi 28 ngày + Mô đun đàn hồi thép Es = × 105 (MPa fy : Cường độ giới hạn chảy quy định cốt thép (MPa), f y =420(MPa) Ag : Diện tích nguyên mặt cắt (mm2) Ast: Diện tích nguyên cốt thép (mm2) ϕ : Hệ số sức kháng ( quy định điều 5.5.4.2 ) Ta có : Diện tích nguyên mặt cắt cọc: Ag = 400 * 400 = 160000 mm2 Tra bảng cốt thép đường kính 22mm có F = 387 mm Ta bố trí cốt thép dọc chủ nên Ast = * 387 = 3096 mm2 Như thay số ta sức kháng lực dọc trục danh ñònh: Pn = 0.8[0.85*28*(160000 – 3096) + 420*3096] = 4027708.16(N) = 4027.708(kN) Với hệ số sức kháng ϕ = 0.75 nên sức kháng dọc trục tính toán : Pr = 0.75 * 4027.708= 3020.78 (kN) SVTH:ĐỒN XN LINH -7- LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm 2.2.Sức chịu tải dọc trục cọc theo đất nền: -Sức kháng đỡ cọc ước tính cách dùng phương pháp phân tích hay phương pháp thí nghiệm trường -Sức kháng đỡ tính toán cọc QR tính sau : QR = ϕ Qn = ϕ qP QP + ϕ qs Qs Với QP = qP AP Qs = qs As Trong : • ϕq =hệ số sức kháng dùng cho sức kháng đỡ cọc đơn ,(trong điều 10.5.4,hay tham khảo AASHTO 2007)dùng cho phương pháp không phân biệt sức kháng toàn góp phần riêng rẽ sức kháng mũi thân cọc • QP=sức kháng mũi cọc (N) • QR=sức kháng thân cọc (N) • qp=sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) • qs=sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) • As=diện tích bề mặt thân cọc (mm2) • Ap=diện tích mũi cọc (mm2+) • φqP =hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc quy định cho bảng 16 hay 39 SGK dùng cho phương pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc • ϕ qs =hệ số sức kháng sức kháng thân cọc bảng 16 hay 39 dùng cho phương pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Tra bảng ta có : Tra bảng ta có: ϕ qP ϕqs1 ϕqS = = = 0.7 λv =0.7*0.8=0.56 0.7 λv =0.7*0.8=0.56 0.45 λv =0.45*0.8=0.36 - (Tính sức chịu tải cọc tính từ mặt đất sau xói trở xuống) Lớp tính từ cao độ -2.2 (cao độ sau xói lỡ)  Tính sức kháng muừi coùc: Qp = qp Ap Sức kháng dơn vị mũi cọc đất sét bÃo hoà(Mpa) tính nh sau: qp =9* Su Trong đó: Su: :Cêng ®é kháng cắt không thoát nớc sét gần chân cọc (Mpa) SVTH:ĐỒN XN LINH -8- LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm qp =9* Su =9*120*10-3 =1.080(Mpa) Ap = 400*400 = 160000 (mm2) Do sức kháng mũi cọc bằng: Qp = 1.080*160000 =172800 (N)=172.800(KN)  Tính sức kháng thân cọc Qs = qs* As q s = 0.0019 N Với đất rời Theo phương pháp dùng số SPT: Theo phương pháp an –pha : q s = α*Cu Với đất dính N : số búa SPT trung bình ( chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân cọc(Búa/300mm) Ta có lớp đất sét nên ta tính theo phương pháp an-pha; lớp thứ đất cát ta tính theo phương pháp SPT; BẢNG TÍNH LỚP va Lớp đất hi -2.2 -4.2 -4.2 -6.2 Lớp -6.2 -8.2 -8.2 -9.5 Lớp -21.3 -23.3 -23.3 -25.3 -25.3 -26 Su(MPa) α qsi Asi Qsi 140800 0.044 140800 2 3200000 140800 1.3 0.044 2080000 0.12 0.75 3200000 288000 3200000 0.09 91520 288000 0.09 0.12 0.75 0.7 0.12 0.75 0.09 1120000 Tổng 100800 1190720  Asi=400*hi*4 (mm2) Với As=∑As qsi=α*Su với qs =ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (MPa)  Sức kháng thân cọc : Qs1 = ∑ Qsi =1190.72 (KN) SVTH:ĐỒN XN LINH -9- LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm BẢNG TÍNH LỚP THỨ Lớp đất Lớp -9.5 -11.5 -11.5 -13.5 -13.5 -15.5 -15.5 -17.5 -17.5 -19.5 -19.5 -21.3 hi 10.48 qsi 0.0199 11 14 N Asi Qsi 63680 0.0209 3200000 66880 0.0266 3200000 3200000 85120 0.02907 0.0323 3200000 3200000 93024 103360 15.3 17 1.8 20.75 0.0394 2880000 Tổng 113472 525536 q s = 0.0019 N  Sức kháng thân cọc : Qs2 = ∑ Qsi = 525.536 (KN) Vậy: sức kháng đỡ cọc theo đất là: QR = ϕQn = ϕ qp QP + ϕ qs Qs QR = 0.56 × 172.800+ 0.36 × 525.536 +0,56 × 1190.72 = 952.76 (KN) Sức chịu tải thiết kế cọc lấy giá trị nhỏ giá trị sức chịu tải cọc theo đất sức chịu tải cọc theo vật liệu: P0 = min( Pvl, Pdn) P0 = min(3020.78; 952.76) ⇒ P0 = 952.76 ( KN) ⇒ Vậy sức chịu tải thiết kế là: Ptk = P0 = 952.76 KN III.TÍNH SỨC KHÁNG TẢI TRỌNG NGANG CỦA CỌC: Xác định sức kháng đỡ ngang cọc : a.Sức kháng đỡ ngang cọc đơn Điều kiện kieåm tra : Pr = ϕ Pu > Max(H x , H y ) • Pr :Sức kháng đỡ ngang cọc đơn • Pu : Sức kháng đỡ tới hạn (danh định) cọc đơn SVTH:ĐOÀN XUÂN LINH - 10 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm PR=sức khang ngang nhóm cọc PLg=Sức khang ngang danh định nhóm cọc PL=Sức khang ngang danh định cọc đơn φL=hệ số sức khang (φL=0,6) η=hệ số nhóm, η=0,85 PR=0,85*0.6*18*4397.65 =40370.427 KN Ta thấy: Pr > Qg -> thỏa mãn -> Móng đủ khả chịu lực ngang () =>Vậy :móng thỏa mản trạng thái giới hạn cường độ VI.Kiểm toán móng cọc theo TTGH sửỷ duùng: 1.Kieồm toaựn luựn đáy moựng : Do khoaỷng cách cọc nhỏ lần đường kính hay cạnh cọc nên ta coi móng cọc móng khối quy ước để kiểm toán lún : a xác định kích thước móng khối quy ước : Vì lớp đất yếu, mong bố trí hai lớp đầu nên tính mong theo đồ sau: Sơ đồä kích thước móng khối quy ước : 2-Kích thước móng tương đương: -chiều sâu tính lún ;tại điểm có ứng suất trọng lượng than >5 lần ứng suất tải trọng gây lún +chiều rộng ; Db=26-9.5=16.5 m 2/3Db=2/3*16.5=11 m L =5*1,1+0,4+11*1/4*2=11.4 m SVTH:ĐOÀN XUÂN LINH - 24 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Taâm B L=2*1,1+0,4+11*1/4*2=8.1 m p1 = P 9909.2 = = 107.3KN / m B * L 11.4*8.1 Gọi Z khoảng cách từ đỉnh móng tương đương đến đáy móng tương đương Được xác định vi trí 6bt=(5-10) 6z Tìm Z; Để tiện theo dỏi,ta đặt tên số điểm 0-1-2-3-4-5-6-7-8….bắt đầu từ đáy móng (hình vẻ).điểm cách mặt lớp thứ 0.8m -ứng suất tải trọng gây ; σ zi = ko * pi ko tra bảng 3-2 phụ thuộc L/B z/B Điểm chia 10 hi Zi L B Zi B p1 k oi σ zi 1 1 1 1 1 10 1.41 1.41 1.41 1.41 1.41 1.41 1.41 1.41 1.41 1.41 1.41 0.000 0.12 0.25 0.37 0.49 0.62 0.74 0.86 0.99 1.11 1.23 107.3 107.3 107.3 107.3 107.3 107.3 107.3 107.3 107.3 107.3 107.3 1.000 0.953 0.903 0.810 0.7210 0.6419 0.5718 0.5018 0.426 0.382 0.34 107.3 102.257 96.892 86.913 77.363 68.876 61.354 53.843 45.710 40.989 36.482 b.tính ứng suất trọng lượng thân (ứng suất có hiệu đất); Tên lớp 2 Điểm ∆ zi 10 7.3 11 0.8 1 1 1 1 γ ' = γ đn 9.09 8.89 8.89 10 10 10 10 10 10 10 10 10 ∆σ bt σ bt 66.34 97.79 7.11 10 10 10 10 10 10 10 10 10 66.34 164.13 171.24 181.24 191.24 201.24 211.24 221.24 231.24 241.24 251.24 261.24 +xác định chiều sâu tính lún Từ kết bảng ta thấy tai điểm chiều sâu số 10 ứng suất trọng lượng thân >5 lần ứng suất tải trọng gây lún chiều sâu tính lún xác định từ đáy móng đến điểm 10 10m SVTH:ĐOÀN XUÂN LINH - 25 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm c.xác định thong số tính lún lập bảng tính kết *cơng thức tính lún ; S=∑Si = ∑ e1i − e2i hi + e1i -e1i ;tra theo đường cong nén lún ứng với tải trọng p1 σ + σ bti Với p1 = bt (i −1) - e2i ; tra theo đường cong nén lún ứng với tải trọng p2 σ + σ zi −1 Với p2= p1+ zi +Áp dụng cơng thức tính lún nêu ta có bảng kết tính lún sau: Đi ể m σ bti 10 Tổ ng 164.13 171.24 181.24 191.24 201.24 211.24 221.24 231.24 241.24 251.24 261.24 kN / m σ zi kN / m tb σ zi 107.3 102.257 96.892 86.913 77.363 68.876 61.354 53.843 45.710 40.989 36.482 kN / m 104.78 99.57 91.90 82.14 73.12 65.12 57.60 49.78 43.35 38.74 S=∑Si => S= S2+ S3=3.97 (cm) 2.5 Kiểm toán lún : Độ lún móng Điều kiện : S < 1,5 L = 1,5 32.4 = tb p2 = p1 + σ zi p1 kN / m kN / m 167.69 176.24 186.24 196.24 206.24 216.24 226.24 236.24 246.24 256.24 272.47 275.81 278.14 278.38 279.36 281.36 283.84 286.02 289.59 294.98 e1 e2 0.73 0.6675 0.6675 0.664 0.664 0.663 0.662 0.661 0.661 0.659 0.723 0.657 0.657 0.6560 0.6561 0.6562 0.6563 0.6564 0.6565 0.6566 Si (m hi (m) 0.8 0.0032 0.0063 0.0073 0.0048 0.0047 0.0041 0.0034 0.0028 0.0027 0.0014 1 1 1 1 0.0397 8.54 cm  S = 3.97 cm < 8.54 cm  ĐẠT Trong : - S tổng độ lún đất móng (cm) - L chiều dài nhịp ngắn gác lên trụ (m) 3.Kiểm toán chuyển vị ngang: Sử dụng phần mềm tính tốn FB-PIER ta tính chuyển vị theo phương dọc cầu (X) , phương ngang cầu (Y) , phương thẳng đứng (Z) vị trí đầu cọc sau SVTH:ĐỒN XN LINH - 26 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm Kết luận : chuyển vị ngang lớn đỉnh cọc : +) Theo phương ngang cầu (Y) : Δy = 0,578 10-2(m) ≤ 38 (mm)=0,38.10-1(m) +) Theo phương dọc cầu : (X) = 0,311*10-2(m) ≤ 38 (mm) =0,38.10-1(m) ⇒ Đảm bảo yêu cầu chuyển vị ngang VII.Thieát keá thi công: TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỌC VÀ BỆ CỌC 1.Tính toán bố trí cốt thép cho cọc : Tổng chiều dài cọc 27m , chia làm đốt có chiều dài tương ứng 10m+10m+7m Việc tính toán cốt thép cho giai đoạn thi công cẩu treo đốt cọc Chọn đốt có chiều dài 10m để tính 1.1Tính momen theo sơ đồ cẩu cọc : SVTH:ĐỒN XN LINH - 27 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm q = Fx24 = 3.84kN/m Mmax Để cẩu cọc kê cọc vận chuyển người ta thường bố trí móc cẩu thép tròn trơn cách đầu cọc 0.027l.Khi cọc coi an toàn trình kê cọc Mômen tính toán : q*(0.207L) Mmax(1) = q*(0.207L) 3.84*(0.207 *10) = = 8.23KNm Mmax(1) = 2 Với q= Fcọc * γ bt =0.4*0.4*24 = 3.84 kN/m2 1.2.Tính theo sơ đồ treo cọc : SVTH:ĐỒN XN LINH - 28 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm q =3.84kN/m Mmax Momen tính toán : q*(0.294L) Mmax(2) = q*(0.294L) 3.84*(0.294*10) = = 16.60 KNm = 2 1.3 Tính toán bố trí cốt thép dọc cho đốt cọc : Ta chọn cốt thép dọc chủ chịu lực loại thép ASTM A615 : Gồm 8Φ22 có fy = 420 MPa bố trí mặt cắt ngang cọc hình vẽ 400 2@280 60 ø22 ø22 60 2@280 60 60 SVTH:ĐỒN XN LINH - 29 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm Ta tính duyệt lại mặt cắt bất lợi trường hợp bất lợi : mặt cắt có mơ men lớn trường hợp treo cọc : Mtt = Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2) ) = 16.6 (KN.m) +) Kiểm tra bê tơng có nứt hay khơng q trình cẩu treo cọc Ta có ds1’ = 60 (mm) ⇒ ds1 = h - ds1’ = 400 – 60 = 340 (mm), h = b(vì mặt cắt hình vng) ds2’ = 200 (mm) ⇒ ds2 = h - ds2’ = 400 – 200 = 200 (mm), Chọn fc , = 28 (MPa) Ta có : f r = 0.63 × f 'c = 0.63 × 28 = 3.334( MPa) ⇒ 0.8.fr = 0.8*3.334 = 2.667 (MPa) M tt d M tt 16.6.106 f ct = × = = = 1.56( MPa ) 4003 Ig d3 6 ⇒ f ct ≤ 0,8 f r = 2.667 (MPa) ⇒ Cột không bị nứt cẩu treo cọc +) Tính duyệt khả chịu lực : Nhận xét : cốt thép bố trí đối xứng mặt khác bê tơng có cường độ chịu kéo nhỏ nhiều so với cường độ chịu nén trục trung hịa lệch phía trục đối xứng hình vẽ Giả định cốt thép chịu kéo cốt thép chịu nén chảy : Ta có : SVTH:ĐỒN XN LINH - 30 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm As1.fy + As2.fy = 0,85.f’c.b.a + A’s.f’y (phương trình cân lực ∑ X = 0) Trong đó: Tra quy trình :As1 = A’s = # 22= 3*380 = 1140 (mm2) Tra quy trình :As2 = # 22 = 2*380 = 760 (mm2) f’c = 28 (MPa) f’y = fy = 420 (MPa) b = 400 (mm) Es = 2.105 (MPa) Thay số vào công thức ta : ⇒ a = 33.53 (mm) (1140 + 760 )*420 = 0,85*28*400*a + 1140*420 Do f’c =28 MPa ⇒ β1 = 0,85 Kiểm tra điều kiện chảy dẻo cốt thép chịu nén: C = x > ds’ , với ds’ = 71 (mm) ⇒ c= a 33.53 = = 39.45(mm) < 71= 60 + 22/2 (mm) β1 0.85 ⇒ Cốt thép chịu nén chưa bị chảy dẻo (không xảy trường hợp As2 chảy sau A’s trường hợp c = 39.45 (mm) < 71 (mm)) Coi As’ = +) Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa hàm lượng cốt thép tối thiểu : c 39.45 = = 0.12 < 0,42 ⇒ Đạt ds 329 ρ= As b.h As = 8*387 = 3096 (mm2) b = h = 400 (mm) thay số vào ta : Với : 3096 = 0.019 400 × 400 f 'c 28 ρ = 0.03 × f = 0.03 × 420 = 0.002 y ρ= ⇒ ρ = 0.019 > ρ = 0.002 ⇒ Đạt Mô men kháng uốn danh định : Lấy mô men vị trí As1fy ta  a 400 Mn = 0,85*f’c*b *a*  400 − 71 − ÷ -As2*fy*( - 71) 2  Thay số vào ta : SVTH:ĐỒN XN LINH - 31 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm Mn = 0.85*28*400*33.53*(400 – 71 – 33.53/2) – 760*420*(400/2 – 71) =58.49 (KN.m) Mơ men kháng tính tốn : Mr = Φf.Mn = 0,9*58.49 = 52.64 (KN.m) > Mtt = 16.6 (KN.m) ⇒ Đạt 4.2.Bố trí cốt thép đai cho cọc : Do cọc chủ yếu chịu nén chịu lực cắt nhỏ nên không cần duyệt cường độ cốt thép đai.Vì cốt đai bố trí theo u cầu cấu tạo Cốt đai thường có đường kính Φ6 ÷ Φ8 Chọn thép cốt đai có đường kính Φ8 Ở vị trí đầu đoạn cọc ta bố trí với bước cốt đai 50(mm) chiều dài là: 1000(mm) Tiếp theo ta bố trí với bước cốt đai 100 (mm) chiều dài : 1100 (mm) Đoạn đoạn cọc (phần đoạn cọc ) bố trí với bước cốt đai : 150 (mm) (Bố trí cốt đai thể vẽ) 4.3.Chi tiết cốt thép cứng mũi cọc: Cốt thép mũi cọc có đường kính Φ36 , với chiều dài 800 (mm) Đoạn nhô khỏi mũi cọc : 50 mm ( Bố trí chi tiết cốt thép cứng mũi cọc vẽ) 4.4.Lưới cốt thép đầu cọc: Ở đầu cọc bố trí số lưới cốt thép đầu cọc có đường kính Φ8 mm ,với mắt lưới a = 50 × 50mm.Lưới bố trí nhằm đảm bảo cho bê tơng cọc không bị phá hoại chịu ứng suất cục q trình đóng cọc (Bố trí cốt thép mũi cọc thể vẽ) 4.5.Vành đai thép đầu cọc Đầu cọc bọc vành đai thép thép có chiều dày δ = 10 mm , nhằm mục đích bảo vệ bê tơng đầu cọc khơng bị hỏng đóng cọc ngồi cịn có tác dụng để hàn nối đốt cọc thi cơng với (Bố trí vành đai cốt thép cọc thể vẽ) 4.6.Cốt thép móc cẩu: Cốt thép móc cẩu thường có đường kính Φ14 ÷ Φ25, chọn cốt thép móc cẩu có đường kính Φ22.Do cốt thép bố trí cọc thừa ta sử dụng ln cốt thép móc cẩu làm móc treo ta khơng cần phải làm móc thứ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công để cọc bãi Khoảng cách từ đầu đoạn cọc đến móc neo a = (m) = 2000 (mm) (Bố trí móc cẩu cọc thể vẽ) TÍNH TOÁN ĐƯỜNG HÀN MỐI NỐI THI CÔNG CỌC : SVTH:ĐỒN XN LINH - 32 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm Cọc nối đầu đốt cọc phương pháp hàn nối Chọn thép nối : + thép góc cạnh L100*100*10, có chiều dài 500mm + thép có kích thước 100*500*10 Dùng đường hàn góc va bố trí hình vẽ ,chiều cao đường hàn h dh =10mm Việc tính toán đường hàn tiến hành kiểm toán lại cường độ đường hàn chịu lực dọc nội lực cọc công thức kiểm toán : τn = N dh N max h = ≤ Rg tt Fdh δ dh ∑ Ldh • Theo phương dọc cầu : τn = 846.3 = 8264.6 ≤ 150000 (thoả mãn) 0, 01×10.24 Rgh = 150 (kg/cm2) = 15000 (KN/m2) (tra bảng đường hàn góc ứng với trạng thái ứng suất nén , thép CT3) • Theo phương ngang cầu : τn = 846.3 = 8264.6 ≤ 150000 (thoả mãn) 0, 01×10.24 Nmax : Nội lực lớn cọc δ dh = 10 mm = 0.01m ∑Lđhtt =16x{500+(100-10)}+8x100= 10240mm= 10.24m: Tổng chiêù dài đường hàn Rgh : Cường độ tính toán đường hàn góc = 150KG/cm =150000KN/m2 SVTH:ĐỒN XN LINH - 33 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm Mối nối thi công cọc PHẦN III : THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG A-Đúc cọc: -Lựa chọn vị trí thích hợp giải phóng mặt vị trí đúc cọc,khi chọn vị trí đúc cọc cần ý cho địa hình phẳng ,đủ không gian để đúc hàng loạt cọc ,đủ chỗ chứa vật liệu gia công cốt thép ,điều kiện vận chuyển vật liệu… A-1.gia công cốt thép - Chọn nơi gia công cốt thép cho gần bãi đúc cọc vận chuyển đến bãi đúc cọc thuận tiện ,các loại cốt thép gia cong theo thiết kế nghóa phải đảm bảo kích thước ,số lượng …và sau gia công xong ta tập hợp lại theo chủng loại vậnn chuyển đến bãi đúc cọc A-2.Tạo phẳng mặt đúc cọc lắp đặt ván khuôn cốt thép -Trước lắp đặt ván khuôn ta làm phẳng bề mặt đúc cọc đỗ lớp bê tông dày khoảng cm để tạo mặt đúc cọc thật vững chắt sau tạo phẳng xong ta tiến hành lắp đặt ván khuôn cốt thép ,để tiết kiệm chi phí ván khuôn ta đúc cọc xen kẽ ghóa lã cọc trước làm ván khôn cho cọc sau.sau lắp đặt ván khuôn xong ta tiến hành đặt rọ thép vào lòng ván khuôn cân chỉnh cho xác để cốt thép không bị nghiêng méo ló bê tông SVTH:ĐỒN XN LINH - 34 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm A-3.đỗ bê tông bảo dưỡng cọc Trước đỗ bê tông ta tiến hành kiêûm ta lại kích thước ván khuôn cà lồng thép lại lần bê tông chế tạo bãi đúc cọc vận chuyển từ nhà máy đến ,cần lưu ý trình đỗ bê tông phải tiến hành liên tục kết hợp với đầm rung ,đầm dùi để bê tông đươc lèn chặt Sau đỗ bê tông xong ta dùng bao ni lon phủ kín cọc thường xuyên tưới nước để đảm bảo đủ độ ăm quă trình hình thành cường độ bê tông A-4.Vận chuyển cocï sau bảo dưỡng cọc đến đạt cường độ ta tiến hành vân chuyển cọc đến công trường,nếu cọc đúc công trường việc vận chuyển ta không quan tâm bãi đúc cọc xa công trường ta dùng xe để chở cọc,quá trình vận chuyển cọc phải cẩn thận nhẹ nhàn ,kê kích cọc vị trí ta giới thiệu phần trước B.Định vị hố móng Căn vào tim công trình (tim cầu) cọc móc định vị ta dùng mia ,máy kinh vó ,thước dây thước thép để xác định tim hố móng Việc định vi hố móng máy kinh vó ta không giới thiệu cách thực thao tác làm máy mà ý đến cách đánh dấu vị trí cọc tim để cho không bị suốt trình thi công công trình định vị cọc tim ta cần phải đóng thêm cọc móc phụ phạm vi thi công hố móng để tiện kiểm tra tim hố móng tim bệ … Trong trình thi công C.Chọn búa đóng cọc Loại búa đóng cọc ảnh hưởng lớn đến hiệu công tác đóng cọc ,tuỳ theo trọng lượng cọc ,độ sâu đóng cọc yêucầu khả chịu lực coc điều kiện thi công mà ta cần cân để chọn loại búa cho hợp lí Theo công thức kinh nghiệm ,năng lượng nhát búa phải >= 25lần khả chịu lực giới hạn cọc Tức :E >= 25.P (N.m) Trong P sức chịu tải tính toán cọc theo đất P = 952.76 KN ⇒ E >= 25x952.76 = 23819 KN.m = 3098.7 KG.m Với lực cần thiết loại búa diezen phù hợp để đóng ,do ta phải dùng loại búa thuỷ lực có số hiệu V100D6 có thông số kỹ thuật sau + Năng lượng tối đa /một nhát búa :72000 KG.m + Một hành trình tối đa :1.2 m + Một hành trình tối thiểu:0.2 m + Tốc độ đánh búa hành trình dài 12m 40 + Trọng lượng thân trược búa: 6100 KG + Trọng lượng đầu búa(không tính mũi) 9400 KG a Tính độ chối SVTH:ĐỒN XN LINH - 35 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm Công thức tính toán : K 21.q + Q nF nF nF Pgh = − + ( ) + Q.H ( ) 2 l q+Q → Q + K12 q nFQH e= × Pgh ( Pgh + nF ) Q+q Trong đó: Pgh =3020.78 (KN) : sức chịu tải giới hạn cọc Q= (6100+9400)x10 =155000 N=155 (KN ) H=1.2m :chiều cao rơi búa F=0.16m2 : diện tích mặt ngang cọc q =24*0.16*20=76.8(KN) : tổng trọng lượng cọc n =15000(KN/m2): hệ số kinh nghiệm(tra bảng) K1=0.45 : hệ số phục hồi sau va chạm( xác định từ thực nghiệm) e : độ chối cọc 15 × 103 × 0.16 ×155 × 1.2 155 + 0.2 × 76.8 e= × 3020.78 × (3020.78 + 15 ×10 × 0.16) 155 + 76.8 =0,02 (m) = 20 (mm) D.Đóng cọc D-1.Chọn phương án đóng cọc Công trình móng trụ cầu nơi có nước mặt ,với MNTC tương đối sâu nên ta chọn phương án đóng cọc phao thích hợp D-2.Trình tự đóng cọc Vị trí cọc định vị máy kinh vó ,sau định vị vị trí cọc ta di chuyển giá búa đến vị trí tiến hành đóng cọc SVTH:ĐỒN XN LINH - 36 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm + Đặt búa đầu cọc ,tiến hành ép cọc sức ép thuỷ lực + Để thuận tiện cho việc theo dõi trình hạ cọc ta dùng sơn đánh dấu lên cọc với khoảng cách định để kiểm tra cao độ + Trong trình đóng cọc phải theo dõi trục tim cọc so với phương thẳng đứng để c ó sai lệch kịp thời khắc phục + Sau đóng đoạn cọc đầu t iên dài 10 m xuống gần mặt nước ta tiến hành nối cọc sau tiến hành đóng cọc đến cao độ thiết kế + Cần phải có sổ nhật kí ghi chép theo dõi suốt thời gian đóng cọc như:số cọc ,giờ đóng cọc ,thời gian đóng xong cọc ,điều kiện thời tiết … ta có sơ đồ đóng cọc hình vẽ + Thường đóng cọc theo trình tự dãy.Nếu hố móng có cọc xiên đứng ta đóng cọc đứng trước ,sau đóng cọc xiên + Nên đóng cọc hướng tâm từ Sơ đồ đóng cọc E- Đóng vòng vây cọc ván ,đỗ bê tông bịt đáy làm khô hố móng F- Đổ bê tông bệ móng F-1.Đập đầu cọc ,vệ sinh hố móng ,đỗ bê tông lót móng lắp đặt ván khuôn - Sau thực bước nêu xong ta tiến hành đập đầu cọc ,ta dùng búa đập thủ công ,bóc bỏ bê tông đầu c ọc vừa đập lên khỏi hố móng ,dùng dụng cụ thủ công để tạo phẳng đáy hố móng sau tién hành đỗ lớp BT lót móng Mac 150 SVTH:ĐỒN XN LINH - 37 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm -Dùng máy kinh vó định tim phạm vi bệ móng ,cẩu lắp cốt thép xuống hố móng -Sau đỗ lớp bê tông lót móng xong ta dùng cẩu để cẩu lắp ván khuôn xuống hố móng ,các ván khuôn liên kết với liên kết với cót thép hàn điện -Dùng máy thuỷ bình để định vị trí đỉnh móng để phục vụ cho việc đỗ bê tông F-2.Đổ bê tông Có thê chế tạo bê tông công trường chở từ nhà máy ,bê tông chế tạo theo thiết kế ,xe bơm (máy bơm) bê tông đứng xà lan bê tông vào hố mong thông qua đường ống dẫn bê tông,dưới bệ có đầm dùi kết hợp với đầm rung gắn xung quanh thành ván khuôn để làm tăng độ chặc bê tông.quá trình đỗ bê tông tiến hành đến đạt cao độ thiết kế kết thúc.chú ý trình đỗ bê tông không gián đoạn sinh tượng phân tầng -Sau đỗ xong ta tiến hành bảo dưỡng bê tông đạt cường độ tháo ván khuôn tiếp tục hoàn thiện phần thân tường chắn -Cần ý so sánh khối lượng bê tông đỗ thực tế khối lượng thiết kế ,hai số liệu không sai lệch nhiều SVTH:ĐỒN XN LINH - 38 - LỚP:Đường Bộ_K48 ... SVTH:ĐOÀN XUÂN LINH - 14 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm b) Đường cong P-y lớp 2: DỮ LIỆU LỚP ĐẤT LỚP3 SVTH:ĐOÀN XUÂN LINH - 15 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD... VÀO: SVTH:ĐỒN XN LINH - 12 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC CỌC DỮ LIỆU LỚP ĐẤT SVTH:ĐOÀN XUÂN LINH - 13 - LỚP:Đường Bộ_K48 TKMH Nền & Móng GVHD... TKMH Nền & Móng GVHD : Nguyễn Thanh Tâm Giải pháp lại ta chọn phương án móng cọc bệ thấp móng cọc bệ cao Móng cọc bệ thấp có giá thành cao thi công phức tạp móng cọc bệ cao dó ta chọn phương án móng