Điều kiện địa chất công trình và thủy văn

PHẦN NỀN MÓNG (30%) CHƯƠNG I ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH I.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ THỦY VĂN I.1.1 LỚP ĐẤT SỐ 1: BÙN SÉT, NHÃO Lớp đất số 1 thuộc Bùn sét lẫn bột và hữu cơ màu xám đen, trạng thái nhão. Sức kháng xuyên thiêu chuẩn N = 0 đến 2. Lớp đất số 2 có bề dày tại H1 = 14.7m, tại H2 = 16.7m, tại H3 = 14.6m, tại H4 = 12.3m, tại H5 = 10.0m, tại H6 = 11.0m, tại H7 = 16.7m, tại H8 = 17.7m , tại H9 = 17.2m; trung bình lớp Bùn sét dày 14.51m. Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau: - Độ ẩm tự nhiên :W = 76.6% - Dung trọng ướt : gW = 14.78KN/m3 - Dung trọng đẩy nổi: gđn =5.15KN/m3 - Lực dính đơn vị : C = 9.3 KN/m2 - Góc ma sát trong : f = 4048’ I.1.2. LỚP ĐẤT SỐ 2: CÁT TRUNG , CHẶT VỪA. Lớp đất số 2 thuộc Cát trung đến mịn lẫn bột, ít sỏi nhỏ màu nâu vàng, xám xanh, trạng thái chặt vừa. Sức kháng xuyên thiêu chuẩn N = 12 đến 31. Lớp đất số 3 có bề dày tại H4 = 4.4m, tại H5 = 6.7m, tại H6 = 2.2m, tại H7 = 3.4m, tại H8 = 2.2m; trung bình lớp Cát trung , chặt vừa dày 3.98m. Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau: - Độ ẩm tự nhiên :W = 21.5% - Dung trọng ướt : gW = 19.93KN/m3 - Dung trọng đẩy nổi: gđn = 10.24KN/m3 - Lực dính đơn vị : C = 2.8KN/m2 - Góc ma sát trong : f = 29015’ I.1.3 LỚP ĐẤT SỐ 3: Á SÉT DẺO CỨNG ĐẾN NỬA CỨNG. Lớp đất số 3 thuộc Á sét lẫn ít sỏi sạn màu xám xanh nâu vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng. Sức kháng xuyên tiêu chuẩn N = 10 đến 21. Lớp đất số 3 có bề dày tại H1 = 2.6m, tại H2 = 3.6m, tại H3 = 5.4m, tại H4 = 3.6m, tại H5 = 1.8m, tại H6 = 4.6m; trung bình lớp Á sét dẻo cứng đến nửa cứng dày 3.6m. Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau: - Độ ẩm tự nhiên :W = 24% - Dung trọng ướt : gW = 19.44KN/m3 - Dung trọng đẩy nổi: gđn = 9.84K/m3 - Lực dính đơn vị : C = 26.8KN/m2 - Góc ma sát trong : f = 15010’ I.1.4 LỚP ĐẤT SỐ 4A: ĐẤT SÉT DẺO MỀM Lớp đất số 4a thuộc đất sét lẫn bột, ít hữu cơ, màu xám đen, trạng thái dẻo mềm. Lớp đất số 4a có bề dày tại H1 = 2.9m, tại H2 = 3.1m, tại H3 = 3.7m, tại H4 = 4.7m, tại H5 = 7.5m, tại H6 = 2.9m, tại H7 = 2.3m, tại H8 = 4.3m , tại H9 = 3.7m; trung bình lớp Bùn sét dày 3.9m. Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau: - Độ ẩm tự nhiên :W = 33.6% - Dung trọng ướt : gW = 18.26KN/m3 - Dung trọng đẩy nổi: gđn = 8.57KN/m3 - Lực dính đơn vị : C = 14.7 KN/m2 - Góc ma sát trong : f = 9011’ I.1.5 LỚP ĐẤT SỐ 4B: ĐẤT SÉT DẺO CỨNG Lớp đất số 4b thuộc đất sét lẫn bộtmàu nâu vàng, xám xanh, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng.. Lớp đất số 4b có bề dày tại H1 = 1.4m, tại H2 = 2.4m, tại H3 = 1.8m, tại H6 = 2.4m, tại H7 = 3.6m, tại H8 = 4.3; trung bình lớp Bùn sét dày 2.32m. Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau: - Độ ẩm tự nhiên :W = 24.1% - Dung trọng ướt : gW = 19.61KN/cm3 - Dung trọng đẩy nổi: gđn = 9.91KN/cm3 - Lực dính đơn vị : C = 28.9 KN/cm2 - Góc ma sát trong : f = 14048’ I.1.6 LỚP ĐẤT SỐ 5: CÁT TRUNG, CHẶT VỪA Từ độ sâu trung bình 28.31m địa tầng chuyển sang lớp cát trung đến mịn lẫn bột, ít sỏi nhỏ màu nâu vàng xám trắng, trạng thái chặt vừa. Lớp đất số 5 có bề dày tại H1 = 9.85m, tại H2 = 8.05m, tại H3 = 8.05m, tại H4 = 11.25m, tại H5 = 30.0m, tại H6 = 10.95m, tại H7 = 13.2m, tại H8 = 14.75m , tại H9 = 8.45; trung bình lớp Bùn sét dày 11.79m. Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau: - Độ ẩm tự nhiên :W = 22.8% - Dung trọng ướt : gW = 19.53KN/m3 - Dung trọng đẩy nổi: gđn = 9.93KN/m3 - Lực dính đơn vị : C = 2.6KN/cm2 - Góc ma sát trong : f = 28007’ I.2 KẾT QUẢ TỔNG HỢP ĐỊA CHẤT TÍNH MÓNG I.2.1 BẢNG TỔNG HỢP KẾT QUẢ ĐỊA CHẤT Bảng tổng hợp địa chất tính móng Hố khoan Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4a Lớp 4b Lớp 5 H1 14.7 2.6 2.9 1.4 9.85 H2 16.4 3.6 3.1 2.4 8.05 H3 14.6 5.4 3.7 1.8 8.05 H4 12.3 4.4 3.6 4.7 11.25 H5 10 6.7 1.8 7.5 30 H6 11 2.2 4.6 2.9 2.4 10.95 H7 16.7 4.4 2.3 3.6 13.2 H8 17.7 2.2 4.3 14.75 H9 17.2 3.7 8.45 Độ dầy 14.51 3.98 3.60 3.90 2.32 11.79 Độ sâu 0-14.51 14.51-18.49 18.49 -22.09 22.09 -25.99 25.99 -28.31 28.31 -40.10 C (KN/cm2) 9.3 2.8 26.8 14.7 28.9 2.6 f 4o48' 29o15' 15o10' 9o11' 14o48' 28o07' gW KN/m3 14.78 19.93 19.44 18.26 19.61 19.53 gđn KN/m3 5.15 10.24 9.84 8.57 9.91 9.93 Độ sệt 1.6 1.6 0.36 0.65 0.3 0.3 Eo(KN/m2) 910 10220 8890 4110 8960 9460 I.2.1 SƠ ĐỒ MẶT CẮT ĐỊA CHẤT Chọn vị trí địa chât có sự hiện diện của nhiều lớp đất với độ dầy trung bình của từng lớp để việc thiết kế cọc chung cho tất cả các móng đảm bảo các điều kiện về sức chịu tải của cọc, đồng thời đảm bảo cọc có thể đóng được Sơ đồ địa chất vị trí chọn tính móng Lớp đất số 1: bùn sét nhão W = 76.6%; gW = 14.78KN/m3 ; Eo=910KN/m2 gđn =5.15KN/m3 ; C = 9.3 KN/m2; f = 4048’ Lớp đất số 2: cát trung chặt vừa W = 21.5%; gW = 19.93KN/m3; Eo=10220KN/m2 gđn = 10.24KN/m3;C = 2.8KN/m2; f = 29015’ Lớp đất số 3: á sét cứng đến dẻo cứng W = 24%; gW = 19.44KN/m3; Eo=8890KN/m2 gđn = 9.84K/m3; f = 15010’ Lớp đất số 4a sét dẻo mềm W = 33.6%; gW = 18.26KN/m3; Eo=4110KN/m2 gđn = 8.57KN/m3;C = 14.7 KN/m2; f = 9011’ Lớp đất số 5 cát trung chặt vừa W = 22.8%; gW = 19.53KN/m3; Eo=9460KN/m2 gđn = 9.93KN/m3;C = 2.6KN/cm2; f = 28007’ CHƯƠNG II PHƯƠNG ÁN 1: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Quan điểm thiết kế móng cho mặt bằng công trình: - Chọn tính cọc tại một điểm có điều kiện địa chất tổng quát nhất thông qua các kết quả địa chất đã được thống kê và tổng hợp của công trình. - Chọn ra một số loại móng tiêu biểu để thiết kế cho những vị trí có tải trọng khá gần nhau. - Với phương án móng cọc đài thấp nên ta không kể đến thành phần lực cắt Q trong quá trình tính cọc và thiết kế đài cọc mà chỉ chọn ra giá trị Qmax để chọn độ sâu chôn móng II.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MÓNG II.1.1 TẢI TRỌNG CHỌN TÍNH MÓNG TỪ CÁC CHÂN CỘT Ta sử dụng tải trọng tính móng là các giá trị Nmax và Mtư. Chọn ra 3 vị trí cột có giá trị bao lực dọc lớn nhất với từng loại tiết diện cột để tính móng. Kết quả nội lực và tiết diện cột chọn được thể hiện như bảng sau: Bảng tổng hợp nội lực chọn tính móng được truyền từ chân cột Story Column Load Loc P V2 V3 M2 Cột TRET C34 COMB6 0 -422.49 2.2 -2.35 -1.47 600x600 TRET C14 COMB8 0 -286.5 -1.31 2.53 5.41 500x500 TRET C4 COMB5 0 -10.62 0.52 -1.47 6.452 400x400 II.1.2 TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN Các kết quả nội lực lấy trực tiếp từ giải khung nên là những giá trị tính toán. Bảng tổng hợp tải trọng từng móng MÓNG Ntt(KN) Mytt(KNm) Mxtt(KNm) 1 4224.9 14.7 89.2 2 2865 54.1 7.92 3 106.2 64.52 3.87 Giá trị lực cắt lớn nhất: Qmax = 66.4KN II.2 THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀI THẤP II.2.1 CHỌN ĐỘ SÂU ĐẶT ĐẾ ĐÀI Độ sâu chôn đài của móng thõa mãn điều kiện : Trong đó : Q là tải trọng ngang lớn nhất tác dụng lên móng Q = 66.4KN B là cạnh của đáy đài theo phương thẳng góc với lực Q (chọn B=2m) g=14.870KN/m3 là dung trọng của đất đắp sau khi thi công móng. Df³ 0.7*tg(45o-)=1.36m Ta chọn độ sâu đài Df = 2 m II.2.2 CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ VẬT LIỆU CỌC Chọn vật liệu thiết kế móng cọc: Bê tông mác C30 có: Rn=13MPa; Rk= 1MPa Thép AII có cường độ Ra = 280000KPa Lớp đất 5 là lớp đất tốt, có lợi cho việc đặt cọc nên ta chọn làm lớp đất cắm cọc. Chọn chiều dài cọc 4x8m = 32m, đoạn cọc ngàm vào đài 0.5m (phần đầu cọc chôn vào đài 0.2m, đập bỏ bê tông 0.3m), cọc được ép nối vào đất 2m. Chiều dài cọc Lc = 31.5m. độ sâu mũi cọc so mặt đất tự nhiên là 33m Cọc chọn 300x300mm, thép cọc 4f32 có Fa= 32.17cm2 , cốt đai f6 II.2.3 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC II.2.3.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu: Công thức xác định cường độ vật liệu: Pvl = 0.8*(Ra.Fa+Rn.Fc) Trong đó: Fc: diện tích tiết diện ngang của cọc Fc = 0.3*0.3 = 0.09m2 Fa: diện tích tiết diện ngang của cốt thép trong cọc Fa = 10.17cm2 Suy ra: Pvl = 0.85*(280000*32.17*0.0001+0.30*0.30*13000) = 1750KN II.2.3.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền. II.2.3.2.1 Tính theo phương pháp tra bảng (Phụ lục A. quy phạm TCVN 205- 1998) Xác đinh sức chịu tải thẳng đứng của cọc ma sát theo phương pháp thống kê. Qtc = mr.R.Fc+U Trong đó: mr= mf = 1 với phương pháp cọc ép u: chu vi tiết diện cọc u= 4*0.3= 1.2cm R: sức chịu tải đơn vị diện tích của đất ở mũi cọc. lớp đất 5 thuộc Cát trung đến mịn lẫn bột, ít sỏi nhỏ màu nâu vàng, xám trắng, trạng thái chặt vừa. Tra bảng 3.19 sách “Nền móng” TS Châu Ngọc Ẩn ta được: R= 5800KN/m2 li: chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc fi: cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ I với bề mặt xung quanh cọc. Xác đinh fi, li bằng cách chia các lớp đất thành các lớp phân tố đồng chất có chiều dày 2m. Với lớp đất có độ sệt B >1 ta chọn fs = 0 Tra “Bảng 3.20 Lực ma sát bên” tài liệu “Nền móng” TS Châu Ngọc Ẩn ta có: Lực ma sát bên của cọc fs Lớp đất Độ sâu Độ sệt B fi li fi.li 1 10.03 1.6 0.000 8.03 0.00 2 17.73 1.6 0.000 7.7 0.00 3 19.73 0.36 46.79 2 93.59 20.48 0.36 47.36 0.75 35.52 4a 22.48 0.65 16.00 2 32.00 24.48 0.65 16.00 2 32.00 26.09 0.65 16.11 1.61 25.94 5 28.09 0.3 64.09 2 128.18 30.09 0.3 66.07 2 132.14 32.09 0.3 67.67 2 135.34 33 0.3 68.40 0.91 62.24 676.96 =676.96KN/m Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền là: Qtc= 1*5800*0.3*0.3+1.2*1*676.96 = 1334.35KN Tính giá trị sử dụng của cọc: Qa Ktc là hệ số an toàn lấy Ktc = 1.4 II.2.3.2.2 Tính theo công thức của Meyerhof ( Phụ Lục B – Quy Phạm TCVN 205- 1998) Công thức Meyerhof cho ta xác đinh giá trị cực hạn sức chịu tải của cọc, đó là giá trị được xem là tải trọng làm cho cọc lún vào trong đất. Đây là một cơ sở xác định lực ép cọc khi thi công Sức chịu tải cực hạn: Qu = Qp + Qs = Fc.qp + As.fs Do cọc đi qua nhiều lớp nên: Qu = Ap.qp + u Trong đó: Qp: sức chịu tải cực hạn của cọc đơn do lực chống Qs: sức chịu tải cực hạn của cọc đơn do ma sát bên Fc: diện tích tiết diện mũi cọc Fs: tổng diện tích mặt bên có kể đến trong tính toán fsi: ma sát bên tại lớp đất thứ i Li: chiều dày của lớp đất thứ i U: chu vi cọc qp: cường độ chịu tải cực hạn của đất ở mũi cọc II.2.3.3.1.1 Sức kháng mũi cọc của đất nền Qp = Ap x qp Trong đó: Ap: Diện tích mặt cắt ngang của cọc qp : ứng suất chịu mũi đơn vị tại mũi cọc d:cạnh của cọc d=0.3m s’v= =(5.15*10.03+10.24*7.7+9.84*2.75+8.57*5.61+9.93*7.41) = 253.89kN/m2 Lớp đất tại mũi cọc có j = 28.120, C = 2.6KN/m2 Tra bảng 3-5 các hệ số sức chịu tải (Tài liệu “Nền móng – TS Châu Ngọc Ẩn”) được: Với j = 28.120 tra bảng và nội suy ta được qp = qp = 9.93*0.3*15.94+253.89*18.07+2.6*31.928 = 4718.29KN/m2 Suy ra: Qm = fp x qp = 0.3*0.3*4718.29= 424.65kN Tính Qs Ta tính lần lượt từng lớp đất: Với lớp đất 1: L1 = 8.03m, Z1 = 6.02m, , c=9.3 Với lớp đất 2: L2 = 7.7m, Z2 = 13.88m, 29.05o, c=2.8 5.15*8.03+10.24*3.85 = 80.78 KN/m2 Với lớp đất 3: L3 = 2.75 m, Z3 = 19.12m, 15.17o, c=26.8 5.15*8.03+10.24*7.7+9.84*1.375 = 133.73 KN/m2 Với lớp đất 4a: L4 = 5.61 m, Z4 = 23.3 m, 9.18o, c=14.7 5.15*8.03+10.24*7.7+9.84*2.75+8.57*2.805 = 171.3 KN/m2 Với lớp đất 5: L5 = 9.91 m, Z5 = 31.5 m, 28.12o, c=2.6 5.15*8.03+10.24*7.7+9.84*2.75+8.57*5.61+9.93*4.96 = 244.59 KN/m2 Suy ra: = 0.3*4*(8.03*8.84+7.7*23.52+2.75*44.58+5.61*33.06+9.91*66.57) = 1464KN II.2.3.3.1.2 Sức chịu tải cực hạn của cọc Giá trị sử dụng Qa của cọc được lấy từ trị số Qu này bằng cách dùng với 2 hệ số an toàn 3 cho mũi và 2 cho bám trượt ở thành bên: Từ các kết quả PVL , Qa cơ lý , Qa cường độ ta chọ ra giá trị sức chịu tải của cọc để thiết kế cọc là [P] = 800KN II.2.4 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC SƠ BỘ II.2.4.1Xác đinh số lượng cọc cho móng - Số lượng cọc sơ bộ chọn cho móng M1: (chọn 9 cọc bố trí cho móng) - Số lượng cọc sơ bộ chọn cho móng M2 : (chọn 6 cọc bố trí cho móng) - Số lượng cọc sơ bộ chọn cho móng M3 : (chọn 1 cọc bố trí cho móng) Với kết quả chọn số cột cho từng móng ta đi đến bài toán giải móng cọc với 3 loại móng: M1 (có 9 cọc); M2 (có 6 cọc); M3 (có 1 cọc) Mặt bằng bố trí cọc trong các móng II.2.4.3 Kiểm tra điều kiện chịu tải cọc II.2.4.1.1Kiểm tra điều kiện chịu tải cọc cho móngM1 Với cách tính móng cọc đài thấp nên ta bỏ qua thành phần lực cắt. Tọa độ các cọc: và m Khoái löôïng moùng khoái qui öôùc : wqu= Bñ*Lñ*hñ*gtb=2.4*2.4*2*(22-10)=138KN Nttd= 4225 + 138 = 4363 KN = 14.7 KNm = 89.2 KNm Lập bảng tính tương tự cho các vị cọc khác ta được kết quả như bảng sau: vị trí cọc số cọc xi yi  Ptt i 1 9 -0.9 0.9 502.46 2 9 0 0.9 505.18 3 9 0.9 0.9 507.90 4 9 -0.9 0 485.94 5 9 0 0 488.66 6 9 0.9 0 491.38 7 9 -0.9 -0.9 469.42 8 9 0 -0.9 472.14 9 9 0.9 -0.9 474.86 Ptt max 507.90 Ptt min 469.42 Thoả mãn điều kiện chịu tải của cọc. cọc chịu nén nên không cần kiểm tra theo điều kiện chịu nhổ. II.2.4.1.2Kiểm tra điều kiện chịu tải cọc cho móngM2 Tọa độ các cọc: và Khoái löôïng moùng khoái qui öôùc : wqu= Bñ*Lñ*hñ*gtb=1.5*2.4*2*(22-10)= 87 KN Nttd= 2865 +87 = 2952 KN = 54.41 KNm = 7.92 KNm m m Lập bảng tính tương tự cho các vị cọc khác ta được kết quả như bảng sau: vị trí cọc số cọc xi yi  Ptt i  1 6 -0.45 0.9 477.55 2 6 0.45 0.9 517.85 3 6 -0.45 0 475.35 4 6 0.45 0 515.65 5 6 -0.45 -0.9 473.15 6 6 0.45 -0.9 513.45 Ptt max 517.85 Ptt min 473.15 Thoả mãn điều kiện chịu tải của cọc. cọc chịu nén nên không cần kiểm tra theo điều kiện chịu nhổ. II.2.4.1.3Kiểm tra điều kiện chịu tải cọc cho móngM3 Khoái löôïng moùng khoái qui öôùc : wqu= Bñ*Lñ*hñ*gtb=1*1*2*(22-10)= 24 KN Nttd= 106 +24 = 130 KN Thoả mãn điều kiện chịu tải của cọc. cọc chịu nén nên không cần kiểm tra theo điều kiện chịu nhổ. II.2.5 KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN DƯỚI ĐÁY MÓNG KHỐI QUY ƯỚC II.2.5.1 Kích thước khối móng quy ước: - Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc : - Góc truyền lực : II.2.4.1.1Kích thước móng khối quy ước cho móng M1 -Chiều cao khối móng quy ước : h = Lc = 31.5m -Chiều rộng khối móng quy ước với móng M1 : BM = B + 2*h*tga = 2.4 + 2*31.5*tg(4.3o) = 7.11m -Chiều dài khối móng quy ước với móng M1 : LM = L + 2*h*tga = 2.4 + 2*31.5*tg(4.3o) = 7.11m II.2.4.1.1Kích thước móng khối quy ước cho móng M2 -Chiều rộng khối móng quy ước với móng M2 : BM = B + 2*h*tga = 1.5 + 2*31.5*tg(4.3o) = 6.21m -Chiều dài khối móng quy ước với móng M2 : LM = L + 2*h*tga = 2.4 + 2*31.5*tg(4.3o) = 7.11m II.2.4.1.1Kích thước móng khối quy ước cho móng M3 -Chiều rộng khối móng quy ước với móng M3 : BM = B + 2*h*tga = 1 + 2*31.5*tg(4.3o) = 5.74m -Chiều dài khối móng quy ước với móng M3 : LM = L + 2*h*tga = 1 + 2*31.5*tg(4.3o) = 5.74m II.2.5.2 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước Để kiểm tra áp lực nền dưới mũi cọc và để tính lún cho khối móng quy ước ta chọn sử dụng các giá trị tiêu chuẩn với công thức quy đổi: Ta được các giá trị tính toán tương ứng: MÓNG Ntc Mytc Mxtc 1 3674 12.78 77.56 2 2491 6.88 47.31 3 92.3 56.1 3.36 Cường độ tiêu chuẩn của đất nền tại đáy khối móng quy ước : Trong đó: g*: trọng lượng đơn vị thể tích đất từ đáy móng trở lên mặt đất Hố khoan li gđn KN/m3 Lớp 1 8.03 5.15 Lớp 2 7.7 10.24 Lớp 3 2.75 9.84 Lớp 4a 5.61 8.57 Lớp 5 7.41 9.93 g*=gđn KN/m3 8.57 g: trọng lượng đơn vị thể tích đất từ đáy móng trở xuống g,= 9.93 KN/m3 Tra bảng 1.21 hệ số sức chịu tải A, B, D (Tài liệu “Nền móng – TS Châu Ngọc Ẩn”) Ta được: Với j = 28.070 tra bảng và nội suy ta được II.2.5.2.1 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước với móng M1 Với móng M1 có Bm = 7.11 - Trọng lượng tiêu chuẩn của khối đất từ đế đài trở lên : - Trọng lượng tiêu chuẩn của các lớp đất từ đế đài đến đáy khối móng quy ước : - Trọng lượng tiêu chuẩn của 9 cọc trong khối móng quy ước : - Trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng quy ước - Giá trị tiêu chuẩn của lực dọc ở đáy khối móng quy ước : - Trọng lượng trung bình móng khối quy ước: - Xác định độ lệch tâm: Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước : Vậy đất nền dưới đáy khối móng quy ước thoả điều kiện ổn định. II.2.5.2.2 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước với móng M2 Với móng M2 có Bm = 6.21m - Trọng lượng tiêu chuẩn của khối đất từ đế đài trở lên : - Trọng lượng tiêu chuẩn của các lớp đất từ đế đài đến đáy khối móng quy ước : - Trọng lượng tiêu chuẩn của 4 cọc trong khối móng quy ước : - Trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng quy ước - Giá trị tiêu chuẩn của lực dọc ở đáy khối móng quy ước : - Trọng lượng trung bình móng khối quy ước: - Xác định độ lệch tâm: Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước : Vậy đất nền dưới đáy khối móng quy ước thoả điều kiện ổn định. Töông töï nhö vaäy ta kieåm tra oån ñònh ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc cho moùng M3 . ( thoûa ñieàu kieän oån ñònh ) II.2.5.3 Kiểm tra độ lún khối móng quy ước II.2.5.3.1 Kiểm tra độ lún khối móng quy ước với móng M1 - Ứng suất tại đáy khối móng quy ước do tải trọng ngoài và tải trọng bản thân khối móng gây ra: - Ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ước : sglz=o == 374-(10.03*5.15+7.7*10.24+2.75*9.84+5.61*8.57+7.91*9.93) = 90 KN/m2 - Chia đất nền dưới móng thành các lớp có chiều dày : - Khi đó sglzi = kosglz=o phụ thuộc vào tỉ số 2z/B và L/B (ko tra bảng II.3: Trị số hệ số Ko để tính ứng suất nén dưới tâm diệnchữ nhật Tài liệu Cơ Học Đất-TS Tạ Đức Thịnh- PGS. TS Nguyễn Huy Phương) - Ví trí 0 có z=0 tra bảng được: Ko = 1 Suy ra: sglzi = sglz=o = 90 KN/m2 s i bt = + = 374+0 = 374 KN/m2 - Vi trí 1 có z = 1.422m và 2z/B = 0.4 tra bảng được ko= 0.96 Suy ra: sglzi = sglz=o*ko = 86.4 KN/m2 s i bt = + = 374+9.93*1.422 = 388 KN/m2 - Vò trí 2 coù z=2.844m vaø 2z/B=0.8 tra bảng được ko= 0.8 Suy ra: sglzi = sglz=0*ko = 72 KN/m2 s i bt = + = 374+9.93*2.844 = 402 KN/m2 Nhận xét : 0.2*s i bt = 0.2*402 = 80.45 KN/m2>sglzi nên có thể dừng tình gây lún ở ngay lớp đất Z = 2.844m dưới móng khối quy ước Điểm z(m) Lm/Bm 2*Z/Bm Ko s i gl KN/m2 s i bt KN/m2 s i gl /s ibt S 0 0.00 1.00 0 1 90 374 0.25 1 1.422 1.00 0.4 0.96 86.4 388 0.23 2 2.844 1.00 0.8 0.8 72 402 0.19 Tổng độ lún (m) 0.021 - Độ lún mong khối quy ước: Vậy móng khối thỏa điều kiện lún. Biểu đồ thay đổi ứng suất bản thân và ứng suất gây lún II.2.5.2 Kiểm tra độ lún khối móng quy ước với các móng M2, M3 Để đơn giản trong tính toán ta tạo phần mềm tính lún trên Exell. Các kết quả tính toán được thể hiện như các bảng dưới: Các trường hợp xét trên đều có độ lún < 0.08m là độ lún tiêu chuẩn cho phép nên các móng chọn cho mặt bằng công trường đều thỏa điều kiện chống lún.  II.2.6 THIẾT KẾ ĐÀI CỌC II.2.6.1Chọn chiều cao đài Để tính thép đài ta sử dụng giá trị tính toán. - Chọn chiều cao đài theo công thức: và - Với móng M1 ta có: (cột 600x600) Chọn lớp bảo vệ 100mm ta chọn được chiều cao đài móng M1 là hđ= 1m - Với móng M2 ta có: (cột 500x500) Chọn lớp bảo vệ 100mm ta chọn được chiều cao đài móng M2 là hđ= 1.1m - Với móng M3 ta có: (cột 400x400) Chọn lớp bảo vệ 100mm ta chọn được chiều cao đài móng M2 là hđ= 0.7m Hình minh họa diện tích chống xuyên thủng cột vào đài Với cách chọn chiều cao đài như vậy ta luôn được phần diện tích lăng trụ tháp bao đáy đài nên móng được xem là tuyệt đối cứng nên không cần kiểm tra điều kiện xuyên thủng đài. II.2.6.2 Tính thép cho đài móng M1 Để tính thép đài ta tính thép chống lại tác động của phản lực cọc lên đài. Coi vị trí thiết diện giữa cột với đài là vị trí ngàm và tính thép cho phần cánh đài làm việc như ngàm công xôn. II.2.6.2.1 Thép đài móng M2 theo phương X Biểu đồ lực tác dụng cọc lên đài M2 theo phương X Moment xoay quanh mặt ngàm là: Mx=Sri*Pi=Sri*(P3+P6+P9) = 0.6*(507.90+491.38+474.86) = 834.5 KNm Cốt thép cần thiết : Chọn bố trí thép theo phương X: 20f16a130 có diện tích thép Fa = 40.22cm2 II.2.6.2.2 Thép đài móng M1 theo phương Y Biểu đồ lực tác dụng cọc lên đài M1 theo phương Y Moment xoay quanh mặt ngàm là: My=Sri*Pi=Sri*(P1+P2+P3) = 0.6*(502.46 + 505.48 + 507.90) = 909.50 KNm Cốt thép cần thiết : Chọn bố trí thép theo phương Y: 20f16a130 có diện tích thép Fa = 40.22cm2 II.2.6.3 Tính thép đài cho móng M2 II.2.6.2.1 Thép đài móng M2 theo phương X Biểu đồ lực tác dụng cọc lên đài M2 theo phương X Moment xoay quanh mặt ngàm là: Mx=Sri*Pi=Sri*(P2+P4+P6) = 0.2*(517.85 + 515.65 + 513.45) = 309.4 KNm Cốt thép cần thiết : Chọn bố trí thép theo phương X: 8f14a210 có diện tích thép Fa = 12.31cm2 II.2.6.2.2 Thép đài móng M1 theo phương Y Biểu đồ lực tác dụng cọc lên đài M2 theo phương Y Moment xoay quanh mặt ngàm là: My=Sri*Pi=Sri*(P1+P2) = 0.65*(477.55+517.85) = 547.01 KNm Cốt thép cần thiết : Chọn bố trí thép theo phương Y: 13f16a200 có diện tích thép Fa = 10.77cm2 Khi xảy ra xuyên thủng cột vào đài thì ta chỉ tính khả năng chống xuyên thủng của bê tông. Khi xét khả năng chống xuyên thủng cọc vào đài ta đã tính lượng thép bố trí đủ khả năng chống lại sự phá hoại của lực tác dụng của đầu cọc nên điều kiện xuyên thủng cọc vào đài là thỏa. Ñoái vôùi moùng M3 : choïn coát theùp cho 2 phöông X , Y la ø f12a200 II.2.7 KIỂM TRA CẨU LẮP VÀ MÔ TẢ CHI TIẾT CỌC II.2.7.1 Kiểm tra điều kiện cẩu cọc Trọng lượng trên 1m chiều dài cọc : Khi vận chuyển cọc : Mômen lớn nhất khi vận chuyển cọc : Mmax = M1 = 0.0214qL2 Khi vận chuyển có kể đến hệ số động Kđ=2 nên giá trị momen tính toán lớn nhất là khi vận chuyển cọc là : Khi dựng cọc: Mômen lớn nhất khi cẩu lắp cọc : Mmax = M = 0.043qL2 Khi dựng có kể đến hệ số động Kđ=2 nên giá trị mômen tính toán lớn nhất khi dựng cọc là : Fa max = max (Fa1 , Fa2 ) = 2.14cm2 Diện tích thép cần thiết cho toàn bộ tiết diện cọc là : Fa =2.71cm2 Thép chọn như ban đầu 2f18 có diện tích Fa = 10.17cm2 >2.71cm2 Vậy thép chọn như ban đầu đã thoã mãn điều kiện vận chuyển và cẩu lắp cọc . II.2.7.2 Cấu tạo chi tiết mũi cọc Để tránh những hư dại đầu cọc trong quá trình vận chuyển ngang hay đứng ta tăng cường thép đầu mũi cọc bằng II.2.7.3 Cấu tạo chi tiết đầu cọc Vì là cọc ép nên đầu cọc ta chọn giải pháp bố trí thép bản ở đầu cọc để khả năng chịu lực ép đầu cọc được tốt. Sử dụng bản mã đầu cọc có chiều dày . Sử dụng các đoạn thép uốn vuông góc có để liên kết hàn giữa bản với thép chính của cọc. II.2.7.4 Cấu tạo chi tiết nối cọc Thực hiện lối hai đoạn cọc bằng cách hàn giáp hai đầu thép bản đầu coc và tăng cường bằng các liên kết hàn xung quanh coc. Các thanh thép ốp ngoài có chiều dài để tạo liên kết ngàm cứng giữa hai đoạn cọc. nên ta chọn thép L60x5x600 là thép liên kết xung quanh cọc.