Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo về Đồ án nền móng dành cho sinh viên chuyên ngành xây dựng, tài liệu đưa ra các thông số kỹ thuật, các chỉ tiêu vật lý cho việc xây đắp nền móng, các vật liệu cọc, kiểm tra thé
III.3. Xác định sức chịu tải của cọc III.3.1. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệuTa có:Qa = ϕ(Rn.Ap + Rn.Aa)Trong đó :Rn = 130 kg/cm2 : Cường độ chịu nén của bê tông .Ap = 1225 cm2 : Tiết diện mặt cắt ngang của cọc .Ra = 2800 kg/cm2 : Cường độ chịu nén của cốt thép .Aa = 20,35 cm2 : Tiết diện mặt cắt ngang của cốt thép.ϕ : Hệ số ảnh hưởng ϕ = 1,028 - 0,0000288λ2 - 0,0016λ Mà λ = 8,4435,007.4,22.00===rrν ⇒ ϕ = 0,899Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là :Qa = 0,899 .(130.1225 + 2800.20,35) = 194,4 (T)III.3.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nềna. Theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền ( TCVN 205-1998) . Qtc = m.( mr.qp.Ap + u.∑=niisiffm1 )Trong đó :m = 1 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất .mr = 0,7 : Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc . qp = 910,67 T/m2 : Cường độ chịu tải ở mũi cọc .u = 1,2 m : Chu vi của cọc mf , fsi , li : Lần lược là hệ số điều kiện làm việc bên hông của cọc, cường độ chịu tải ở mặt bên của cọc và chiều dày lớp phân tố đất thứ i (li ≤ 2m).Được lấy theo bảng sao.Lớp Đất chiều dày lớp đất(m) chỉ số dẽo Lớp Phân Tố Ztbfsilimffi.mf.li∑fi.mf.liLớp 1 7.1 1.637 1 2.5 0.45 2 0.9 0.81 2 4.5 0.55 2 0.9 0.99 3 6.5 0.6 2 0.9 1.08 4 8.05 0.6 1.1 0.9 0.59 5 9.6 3.135 2 0.9 5.64 6 11.6 3.249 2 0.9 5.85 7 13.6 3.367 2 0.9 6.06 8 15.6 3.482 2 0.9 6.27 9 17.2 3.567 1.2 0.9 3.85 10 18.4 3.630 1.2 0.9 3.92 Lớp 3 4,9 0.09511 20 7.9 2 0.9 14.22 12 22 8.2 2 0.9 14.72 13 23.45 8.38 0.9 0.9 6.79 70.80 ⇒ Qtc = 1.( 0,7.0,09.910,67 + 1,2.70,77) = 142,3(T) Vậy sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền là:Áp dụng cơng thức : Qa = tctcKQTrong đó : ktc = 1,4-hệ số an tồn.Qa-Sức chịu tải cho phép tính tốn (Kn)Qtc-Sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo đất nền của cọc đơn (Kn) Qa1 = 4,13,142 =102(T)III.3.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền:Sức chịu tải cọc được tính theo cơng thức sau:aQpss pQQFS FS= + * Trong đó: -sFS : hệ số an tồn cho thành phần ma sát bên (sFS = 1.5 - 2.0) chọn sFS = 2.0 -pFS: hệ số an tồn cho sức chống dưới mũi cọc (pFS = 2 – 3) chọn pFS = 3.0LỚP ĐẤTγ(T/m3)γ' (Τ/m3)C (T/m2)ϕ (rad)li (m)Ks σ'vi (T/m2) σ'vp (T/m2) σ'hi (T/m2) fsi (T/m2)Asi (m2)Qsi (T) 1 1,7470,7731 0,5 2 1,535 0,561 1,490 0,1457,1 0,856 4,125 3,530 2,005 9,9419,933 1,860 0,919 3,890 0,350 10,4 0,657 10,895 7,156 6,505 14,5694,714 1,859 0,908 5,680 0,305 4,9 0,700 17,899 20,123 12,525 9,622 6,8666,01TOÅNG 180,64*Sức chịu mũi của đất dưới mũi cọc Qp:γγσNdNNcqpqvpcp++=.'.Trong đó:C= 5,68- lực dính của đất, T/m2.vp'σ=20,123-Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lượng bản thân đất , T/m2dp=0,35m-cạnh cọc hoặc đường kính cọc.Nc,Nq,Ny-hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất.y-trọng lượng thể tích của đất ở độ sâu mũi cọc.048,17=ϕ-góc ma sát trong của đất ở mũi cọc.⇒8,357,1248,170===⇒=γϕNNNqc (Theo Vesic)⇒qp= 5,68.12,7+20,123.5+0,908.0,35.3,8=174,1 T/mQp=qp.Ap=174,1.0,1225=21,33 T⇒4,973 21,33264,1802=+=aQTSức chịu tải của cọc chọn để tính toán móng:QTK=min(Qa1,Qa2)=97,4TIII.4. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móngIII.4.1 Chọn sơ bộ số lượng cọc: -Lực dọc tính toán tại chân cột: ttN0=310 T-Sức chịu tải của cọc được chọn để thiết kế móng: QTK =97,4 T-Dung trọng trung bình đất và bê tông :2=tbγ T/m3.-Độ sâu chôn móng : Df=1,5 m-Cạnh cọc d = 0,35m.-Khoảng cách các cọc bố trí trong đài là 3d = 1,05m.-Diện tích sơ bộ đài cọc :Fd= l.b = 2,2.2,2=4,84 m2-Trọng lượng của đài và đất trên đài Nd=n.Fd.Df. tbγ=1,1.4,84.1,5.2=15,972 T-Lực dọc tính toán tại cao trình đáy đài:Ntt = ttN0+Nd=310+15,972 = 325,972 T-Xác định số lượng cọc trong đài và bố trí coc trong đài: - Chọn số lượng cọc :54,97972,325.5,1.===attQNnβ Vậy chọn số lượng cọc là 5 cọc.*Bố trí như hình vẽ : -L= 2,2 m –cạnh dài của đài móng.-B=2,2 m –cạnh ngắn của đài móng.Diện tích thực của đài sau khi bố trí cọcFd= L . B =2,2 . 2,2 =4,84 m2III.4.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc:2 21 1 ttc ctttty ittx iin nci ii iM xM yNPny x= == + +∑ ∑ Trong đó:∑N: tổng tải trọng tác động tại đáy công trìnhMx moment của tải ngoài quanh truc x. My moment của tải ngoài quanh truc y.n: số cọc trong móngx, y: khoảng cách cọc đang xét đến trục y và x.xi , yi: khoảng cách từ trục y và x đến cọc i.Cọc xiyixi2yi2P(x,y)T1 -0,75 0,75 0,56 0,56 49,42 0,75 0,75 0,56 0,56 59,43 0,75 -0,75 0,56 0,56 59,44 -0,75 -0,75 0,56 0,56 49,45 0 0 0 0 54,4Tổng 2,25 2,25⇒Pmax=59,4 T Pmin = 49,4 T⇒Pmax< QTK nên thỏa điều kiện làm việc của cọc. Pmin > 0 nên thỏa điều kiện cọc không bị nhổ. *Kiểm tra điều kiện chọc thủng:-Bê tông đài cọc Mác 300 : Rn=130 kg/cm2, Rk=100 kg/cm2-Tiết diện cột: LcxBc= 0,4x0,4 m-Tiết diện đài: Ld x Bd =2,2 x 2,2 -Tiết diện cọc: bcx hc = 0,35 x 0,35 -Chọn H =0,8 m.-h0=0,65m.*Kích thước đáy chọc thủng với góc nghiêng từ mép cột 450.Lct=Lc+2hotan(450) =0,4+2.0,65.tan(450)=1,7mBct=Bc+2hotan(450) =0,4+2.0,65.tan(450)=1,7mPmax=59,4 TPmin=49,9 TTPPP 65,5429,494,592minmax1=+=+= Pct= (0,5(Bd+bc+2h0)0,5(Bd-(hc+2h0)))0,5(Pmax+P1)Pct=(0,5(2,2+0,35+2.0,65).0,5(2,2-(0,35+2.0,65)))0,5(59,4+54,65)=30,19 T/m2.Pcx=0,75.Rk(bc+h0).h0)=0,75.100(0,35+0,65)0,65)=48,75 T/m2⇒Pct<Pcx (thỏa điều kiện đài không bị chọc thủng)Vậy chon ho=0,65m- Diện tích thực tế của đáy đài cọc:Fđ = 1.6x1.6 = 2.56m2- Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài: Ntt = n.Fđ.h.γtb = 1.1 x 2.56 x 2 x 2 = 11.26 T- Tổng lực dọc tính toán tại đáy đài∑Ntt = tt tto dN N+ = 129.813 + 11.26 = 141.07T- Moment tính toán tại đáy đài:d* 0.839 5.194*2 11.227tt tu tux x xM M Q h= + = + = T.md* 16.240 0.031*2 16.302tt tu tuy y yM M Q h= + = + = T.m- Lực truyền xuống cọc thứ i2 21 1 ttc ctttty ittx iin nci ii iM xM yNPny x= == + +∑ ∑ Trong đó:∑N: tổng tải trọng tác động tại đáy công trìnhn: số cọc trong móngx, y: khoảng cách cọc đang xét đến trục y và x.xi , yi: khoảng cách từ trục y và x đến cọc i.+ Tải trọng lớn nhất và nhỏ nhất tác động lên cọc: các cọc trong móng được bố trí đối xứng nên những cọc nằm ở góc móng sẽ là lớn nhất hoặc nhỏ nhất. ax2 2141.07 11.227*0.45 16.302*0.4550.574 4*0.45 4*0.45ttmP = + + =T- Trọng lượng cọc: * * * *2.5 0.3*0.3*1.1*45*2.5 11.138ttc c c cp B B n L= = = TSo sánh: ax50.57 11.138 61.71tt ttm cp p+ = + = T < aQ 93.72= T thỏa điều kiện làm việc của cọc.min2 2141.07 11.227*0.45 16.302*0.4519.984 4*0.45 4*0.45ttP = − − = Tmin19.98 11.138 31.12 0tt ttcp p+ = + = > thỏa điều kiện cọc không bị nhổ III.5. Kiểm tra nền theo điều kiện biến dạng Để kiểm tra cường độ đất nền tại mũi cọc, ta xem đài cọc, cọc và phần đất giữa các cọc là một khối móng qui ước. Khối móng qui ước này có chiều sâu đặt móng bằng khoảng cách từ mặt đất đến cao trình mũi cọc.III.5.1. Xác định kích thước móng khối quy ước- Góc truyền lực (góc mở):015 0.8 8 26 6 18 20 0.051.834 4 44.85tbx x x xxϕα+ + += = =Trong đó: *i itbillϕϕ=∑∑-Kích thước khối móng qui ước:Lqư = Ac + 2lcxtgα = 1.2 + 2x45xtg 1.830 = 4.08 mBqư = Bc + 2lcxtgα = 1.2 + 2x45xtg 1.830 = 4.08 mhqư = 2 + 44.85 = 46.85 m-Diện tích móng quy ước : Fqư = Lqư x Bqư = 16.65 m2 - Trọng lượng móng khối quy ước+ Trọng lượng đài và đất trên đài:tcN1 = Fqư.tbγ.h = 16.65 x 2 x 2 = 66.6T+ Trọng lượng lớp cát nâng nền:tcN2 = Fqư.γcát .h = 16.65 x 1.8 x 2 = 59.94T+ Trọng lượng từ đáy đài đến mũi cọc: . = 16. 65 m2 - Trọng lượng móng khối quy ước+ Trọng lượng đài và đất trên đài:tcN1 = Fqư.tbγ.h = 16. 65 x 2 x 2 = 66 .6T+ Trọng lượng lớp cát nâng nền: tcN2. 5 .64 6 11 .6 3.249 2 0.9 5.85 7 13 .6 3. 367 2 0.9 6. 06 8 15 .6 3.482 2 0.9 6. 27 9 17.2 3. 567 1.2 0.9 3.85 10 18.4 3 .63 0 1.2 0.9 3.92 Lớp 3 4,9 0.09511