Nền móng: Vị trí hố khoan trong công trình

PHAÀN III NEÀN MOÙNG Ñòa chaát coâng trình taïi khu vöïc xaây döïng caùc lôùp ñaát phía treân laø lôùp ñaát yeáu + Lôùp 2 daøy 2.5 m + Lôùp 3 daøy 1.5 m + Lôùp 4 daøy 4 m + Lôùp 5 daøy 4 m + Lôùp 6 daøy 1.5 m + Lôùp 7 daøy 24 m Sau ñoù laø lôùp ñaát caùt vöøa ñeán caùt mòn , chieàu daøy lôùp naøy xem nhö voâ haïn . Do lôùp ñaát phía treân khaù daøy neân phaûi coù bieän phaùp gia coá neàn ( gieáng caùt , coïc caùt ….).Hoaëc tröïc tieáp ñöa taûi troïng xuoáng caùc lôùp ñaát chòu taûi toát ( coïc ñoùng , coïc eùp , coïc khoan nhoài , coïc bareùt …) Veà taûi troïng :do taûi troïng coâng trình truyeàn xuoáng khaù lôùn , do ñoù söû duïng loaïi moùng saâu laø hôïp lí . Veà vò trí xaây döïng : do coâng trình naèm trong khu vöïc trung taâm TPHCM neân vieäc löïa choïn phöông aùn moùng laø vaán ñeàn caàn ñöôïc xeùt ñeán. Sau ñaây laø 2 phöông aùn moùng coù theå aùp duïng ñöôïc cho coâng trình Phöông aùn 1:moùng coïc eùp Phöông aùn 2:moùng coïc khoan nhoài Phöông aùn moùng coïc eùp Coïc beâ toâng coát theùp ñöôïc thieát keá chuû yeáu cho caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp.Vieâc xaây nhaø cao taàng ôû THAØNH PHOÁ HCM trong ñieàu kieän xaây chen,khaû naêng aùp duïng coïc eùp töông ñoái phoå bieán, coïc eùp coù caùc öu khuyeát ñieåm sau Öu ñieåm Coù khaû naêng chòu taûi lôùn,coïc coù caïnh vaø chieàu saâu lôùn coù theå chòu taûi haøng traêm taán Khoâng gaây aûnh höôûng chaán ñoäng ñoái vôùi caùc coâng trình xung quanh ,thích hôïp vôùi vieäc xaây chen ôû caùc ñoâ thò lôùn,khaéc phuïc caùc nhöôïc ñieåm cuûa coïc ñoùng khi thi coâng trong ñieàu kieän naøy Giaù thaønh reû so vôùi phöông aùn moùng coïc khaùc Coâng ngheä thi coâng khoâng ñoøi hoûi kyõ thuaät cao Khuyeát ñieåm Coïc eùp duøng löïc eùp tónh ñeå eùp coïc xuoáng ñaát,chæ thi coâng ñöôïc trong nhöõng loaïi ñaát seùt meàm,seùt pha caùt.Ñoái vôùi nhöõng loaïi ñaát nhö seùt cöùng, caùt coù chieàu daøy lôùn thì khoâng theå thi coâng ñöôïc Phöông aùn moùng coïc khoan nhoài Coïc khoan nhoài laø loaïi coïc ñoå tai choå, ñöôïc thieát keá cho caùc coâng trình coù taûi troïng lôùn nhö:coâng trình caàu ñöôøng,thuûy lôïi,daân duïng vaø coâng nghieäp.Ñoái vôùi vieäc xaây döïng nhaø cao taàng ôû Thaønh Phoá HCM trong ñieàu kieän xaây chen,khaû naêng aùp duïng nhieàu vaø coù nhieàu tieán boä.Sau thi coâng kieåm tra chaát löôïng baèng phöông phaùp:neùn tónh, sieâu aâm, ño soùng öùng suaát Coïc khoan nhoài coù caùc öu khuyeát ñieåm sau Öu ñieåm Coù khaû naêng chòu taûi lôùn,coïc coù ñöôøng kính vaø chieàu saâu lôùn coù theå chòu taûi haøng nghìn taán Khoâng gaây aûnh höôûng chaán ñoäng ñoái vôùi caùc coâng trình xung quanh ,thích hôïp vôùi vieäc xaây chen ôû caùc ñoâ thò lôùn,khaéc phuïc caùc nhöôïc ñieåm cuûa coïc ñoùng khi thi coâng trong ñieàu kieän naøy Coù khaû naêng thi coâng qua caùc lôùp ñaát cöùng Khuyeát ñieåm Giaù thaønh cao hôn so vôùi phöông aùn moùng coïc khaùc Coâng ngheä thi coâng ñoøi hoûi kyõ thuaät cao Bieän phaùp kieåm tra chaát löôïng beâ toâng coïc phöùc taïp, toán keùm Khoái löôïng beâ toâng thaát thoaùt,ñoä baùm dính giöõa beâ toâng vaø theùp giaûm . CHÖÔNG I PHÖÔNG AÙN 1 MOÙNG COÏC EÙP I. MOÙNG TRUÏC 1- E ; 5 - E 1. Soá lieäu taûi troïng Taûi troïng truyeàn xuoáng moùng thoâng qua heä khung taïi vò trí caùc chaân coät. Töø keát quaû giaûi khung tính baèng phaàn meàm SAP2000. Ta choïn caëp noäi löïc gaây nguy hieåm cho moùng nhaát laø Loaïi taûi M (T.m) N (T) Q (T) Tính toaùn 12.25 163.45 4.48 Tieâu chuaån 10.65 142.13 3.89 Taûi troïng tieâu chuaån baèng taûi troïng tính toaùn chia cho n =1.15 .2. Xaùc ñònh kích thöôùc moùng coïc a/ Chieàu saâu choân moùng Choïn chieàu saâu choân moùng cuûa moùng coïc ñaøi thaáp thoûa ñieàu kieän caân baèng cuûa taûi ngang vaø aùp löïc bò ñoäng . Trong ñoù : - h : Ñoä saâu choân ñaøi. - =11.5: goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân. - =1.81 ( T/m ): Dung troïng cuûa ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân . - : Löïc ngang taùc duïng vaøo moùng. Ta choïn: hm = 1.2 (m) > 0.7hd = 0.9 (m) . b/ Choïn sô boä chieàu saâu ñaët muõi coïc , tieát dieän coïc vaø chieàu saâu ñaët ñaøi moùng Choïn vaät lieäu laøm coïc . Beâ toâng coïc maùc 250 coù : - Rn = 110 kG/cm2 =1100 (T/m2) . - Rk = 8.3 kG/cm2 = 83 (T/m2) Choïn coïc vuoâng tieát dieän (250250), - Dieän tích tieát dieän coïc laø: Fcoïc = 0.250.25 = 0.0625 (m2) . - Chu vi coïc: U = 40.25 =1.0 (m) . -Chieàu daøi coïc L =18 (m) : goàm 2 ñoaïn moãi ñoaïn daøi 9 (m) . -Coïc ngaøm vaøo ñaøi 0.15 (m) -Ñaäp vôû ñaàu coïc laáy theùp neo vaøo ñaøi 20; Choïn 0.45 (m) . - Chieàu daøi cuûa coïc coøn laïi laø : 18 – 0.6 =17.4 (m) . - Dieän tích coát theùp coïc laáy 414 coù Ftheùp = 6.16 (cm2) . Duøng theùp AI coù Ra = Ra’ = 2300 (kG/cm2) = 23000 (T/m2). 3. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc Theo tính chaát cô lí cuûa ñaát neàn Coâng thöùc xaùc ñònh söùc chòu taûi giôùi haïn vaø söùc chòu taûi cho pheùp . (T). Xaùc ñònh maët ñaát tính toaùn , vì hoá ñaøo h = 1.2 ( m) < 3 ( m) Do ñoù maët ñaát tính toaùn truøng vôùi maët ñaát töï nhieân . Xaùc ñònh caùc thoâng soá trong coâng thöùc m =1 do ( d < 0.8 ( m) ) EÙp coïc vaøo lôùp caùt mòn : m = 1.1 ; m = 1.1 Cöôøng ñoä tính toaùn R cuûa ñaát döôùi muõi coïc phuï thuoäc vaøo : Treân ñaát : caùt mòn . Traïng thaùi vaät lí : B = 0 Z = 18.6 ( m ) Noäi suy R = 3100 ( KPa ) = 310 (T/m2). Tham khaûo taøi lieäu Xaùc ñònh caùc giaù trò : f + f : ( soûi saïn ; Z = 2.1 (m) ) ; N oäi suy f = 4.26 (T/m2). + f : ( soûi saïn ; Z = 3.5 (m) ) ; f = (T/m2). + f : ( ñaát seùt ; Z = 2.1 (m) ; B = 0.25 ; f = 4.8 (T/m2). + f : (ñaáùt seùt ; Z = 7.0 (m) ; B = 0.25 ) ; f = 4.26 (T/m2). + f : ( caùt mòn ; Z = 9.0 (m) ) ; f = 4.5 (T/m2). + f : (caùt mòn ; Z = 11 (m) ) ; f = 4.7 (T/m2). + f : ( AÙ seùt ; Z = 13 (m) ; B = 0. 5 ) ; f = 1.96 (T/m2). + f : ( caùt mòn ; Z = 15 (m) ) ; f = 5.1 (T/m2). + f : ( caùt mòn ; Z = 17.3 (m) ) ; f = 5.33 (T/m2). LAÄP BAÛNG TÍNH HEÄ SOÁ fi CUÛA COÏC Lôùp ñaát Zi (m) mf fi(T/m2) hi (m) mfhifi(T/m) Soûi saïn 2.1 3.5 1.0 1.0 4.26 5.05 1.8 1.0 7.67 5.05 Ñaát seùt 5.0 7.0 1.0 1.0 4.8 5.15 2.0 2.0 9.6 10.3 Caùt mòn 9.0 11.0 1.0 1.0 4.5 4.7 2.0 2.0 9.0 9.4 Aù seùt 13.0 1.0 1.96 2.0 3.92 Caùt mòn 15.0 17.3 1.0 1.0 5.1 5.33 2.0 2.6 10.2 13.86 Toång coäng 79 Söùc chòu taûi giôùi haïn (T). = 100.3 (T). Söùc chòu taûi cho pheùp . = = 71.6 (T). 4. Xaùc ñònh kích thöôùc maët baèng ñaøi coïc Khi khoaûng caùch caùc coïc laø 3d vaø söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc laø : Q = 71.6 (T ) ÖÙng suaát trung bình döôùi ñaùy ñaøi laø: p = p - * h * 1.1 = 127.2 – 2 * 1.2 *1.1 = 124.5 (T/m2). Xaùc ñònh sô boä dieän tích ñaùy beä: . Troïng löôïng tính toaùn cuûa beä: => Tính soá löôïng coïc: (coïc) . Coù keå ñeán moâment neân choïn (coïc) =>Vaäy choïnsoá löôïng coïc laø 4 (coïc) ñeå boá trí. Kích thöôùc ñaùy beä: Lb x Bb = 1.3x1.3 Troïng löôïng tính toaùn cuûa beä: . . P(max )== + +1.1* 0.25* 0.25*2.5*18 = 52.0 ( T ) Pmax= 52.0 (T) < Q0 = 71.6 (T). Vaäy : kích thöôùc ñaøi coïc chaáp nhaän ñöôïc ñeå tính luùn . 5. Tính luùn Kieåm tra aùp löïc ñaùy vaø ñoä luùn cuûa moùng khoái qui öôùc . ® Goùc ma saùt trong trung bình : = tg = 0.0959 Chieàu daøi moùng khoái qui öôùc Chieàu roäng moùng khoái qui öôùc Dieän tích ñaùy moùng khoái quy öôùc : Fm = LmxBm = 4.5 * 4.5 = 20.25 (m2) . Toång löïc taùc duïng taïi ñaùy moùng khoái quy öôùc : F ( Nñ1 + Nñ2 )+ + NTC Nñ1 = 2 * 1.2 = 2.4 ( T ) Nñ2 = 0.8 1.81 + 22.08 +4*0.966 +4*0.966 +2*0.906 +4.6*1.022 = 19.85 ( T ) = 4*0.25 *0.25* 18*2.5 = 11.25 ( T ) NTC = 142.13 ( T ) 20.25 ( 2.4 +19.85 ) +11.25 + 142.13 = 604 ( T ) M = M + Q *19.2 = 10.65 + 3.89 *19.2 = 85.34 ( T.m ) Kieåm tra aùp löïc taïi ñaùy moùng qui öôùc e = = = 0.141 (m) = ( 1 ) = ( 1 ) = 35.43 ( T/m ) = 24.22 ( T/m ) = 29.83 ( T/m ) Cöôøng ñoä cuûa ñaát taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc : . + k = 1.1 + Caùt mòn , no nöôùc m1 = 1.2 ; m2 = 1,3 + g’II = gñn = 1.022 (T/m3). + g’II = (T/m3). + H = 18.6 ( m ) + cII = 0.3 ( T/m2). + = 30.7 Tra baûng A = 1.05 ; B = 5.23; D = 7.66. = 35.43 ( T.m ) < 1.2Rmtc = 265 (T/m2). = 29.83 ( T.m ) < Rmtc = 221 (T/m2). = 24.22 > 0 ( T.m ) Vaäy ta coù theå tính toaùn ñöôïc ñoä luùn cuûa neán theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính .Trong tröôøng hôïp naøy neàn töø muõi coïc trôû xuoáng coù chieàu daøy lôùn , ñaùy cuûa khoái qui öôùc coù dieän tích beù neân ta duøng moâ hình neàn laø nöõa khoâng gian bieán daïng tuyeán tính ñeå tính toaùn . Kieåm tra ñieàu kieän tính luùn . S < S S = Xaùc ñònh chieàu daøy chòu neùn H ñöôïc xaùc ñònh ôû ñoä saâu Z tính töø ñaùy moùng vaø thoaõ ñieàu kieän : 0.2* Hñöôïc chia laøm nhieàu lôùp ñaát nhoû coù chieàu daøy h h Laáy h = 0.225 ( m) Xaùc ñònh : ÖÙng suaát do troïng löôïng baûn thaân ñaát = 1.2*0.9*1.81 +0.8*1.81 +2*2.08 +4*0.966 +4*0.966 +2*0.966 +4.6*1.022 = 21.8 (T/m2). = + h* = 21.80 +0.225 *1.022 = 22.03 (T/m2). = + h* = 22.26 (T/m2). = 22.26 (T/m2). = 22.72 (T/m2). = 22.95 (T/m2). = 23.18 (T/m2). = 23.41 (T/m2). = 23.64 (T/m2). = 23.78 (T/m2). = 24.09 (T/m2). = 24.33 (T/m2). = 24.56 (T/m2). Xaùc ñònh Aùp löïc gaây luùn = - = 29.45 – 1.18*18.6 = 7.5 (T/m2). = ; +: = = 7.5 (T/m2). +; ; ; Noäi suy : ; = = 7.45 (T/m2). Töông tuï +; ; = 7.36 (T/m2). +; ; = 7.29 (T/m2). + ; = 7.23 (T/m2). + ; = 6.94 (T/m2). + ; = 6.66 (T/m2). + ; = 6.39 (T/m2). + ; = 6.1 (T/m2). + ; = 5.76 (T/m2). + ; = 5.41 (T/m2). + ; = 5.06 (T/m2). + ; = 4.71 (T/m2). CAÙC GÍA TRÒ ÖÙNG SUAÁT GAÂY LUÙN VAØ ÖÙNG SUAÁT BAÛN THAÂN. ÑIEÅM 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7.50 7.43 7.36 7.29 7.23 6.94 6.66 6.39 6.01 5.76 5.41 5.06 4.71 21.80 22.03 22.26 22.49 22.72 22.95 23.18 23.41 23.64 23.87 24.09 24.33 24.56 4.36 4.40 4.45 4.49 4.54 4.59 4.63 4.68 4.72 4.77 4.81 4.86 4.91 Döïa vaøo baûng treân ta thaáy ñieåm soá 12 ta coù : Vaäy chieàu daøy vuøng chòu neùn thaät ñöôïc xaùc ñònh ñeán ñieåm soá 12 H = 12* 0.225 = 2.70 (m) Chia ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc thaønh caùc lôùp baèng nhau h = 0.225 (m) =22.5 (cm) Aùp duïng tính luùn theo phöông phaùp phaân taàng coäng luùn Tính luùn cho töøng phaân toá theo coâng thöùc sau : S = 0 1 2 3 4 0.685 0.635 0.590 0.560 0.545 + Lôùp i = 1 : Noäi suy : Noäi suy : s = Töông töï cho caùc lôùp coøn laïi i = 2, 3, 4…………12 KEÁT QUAÛ TÍNH TOAÙN ÑÖÔÏC GHI ÔÛ BAÛNG DÖÔÙI ÑAÂY Lôùp ñaát Lôùp phaân toá Chieàu daøy (cm) Caùt mòn 1 22.5 21.8 22.03 2.191 7.50 7.43 7.46 2.931 0.584 0.561 0.32 2 22.5 22.03 22.26 2.214 7.43 7.36 7.39 2.937 0.583 0.561 0.31 3 22.5 22.26 22.49 2.237 7.36 7.29 7.32 2.969 0.582 0.56 0.31 4 22.5 22.49 22.72 2.260 7.29 7.23 7.26 2.986 0.582 0.56 0.31 5 22.5 22.72 22.95 2.283 7.23 6.94 7.08 2.991 0.581 0.56 0.30 6 22.5 22.95 23.18 2.30 6.94 6.66 6.80 2.98 0.581 0.56 0.30 7 22.5 23.18 23.41 2.39 6.66 6.39 6.52 2.98 0.580 0.56 0.28 8 22.5 23.41 23.64 2.352 6.39 6.10 6.24 2.981 0.580 0.56 0.28 9 22.5 23.64 23.87 2.375 6.10 5.76 5.93 2.982 0.57 0.56 0.14 10 22.5 23.87 24.09 2.398 5.76 5.41 5.58 2.98 0.57 0.56 0.14 11 22.5 24.09 24.33 24.21 5.41 5.06 5.23 2.982 0.57 0.56 0.14 12 22.5 24.33 24.56 24.44 5.06 4.71 4.90 2.982 0.57 0.56 0.14 Toång coäng 2.97 Ñoä luùn cuûa neàn : 6. Tính toaùn coïc chòu löïc ngang Giaû söû moùng coïc nhö hình veõ caùc kích thöôùc ñaõ coù vaø ñaõ thoaû maõn , coi maët neàn laø maët ñaát töï nhieân coù caùc taûi troïng sau ñaây . Töø noäi löïc ñaàu coïc caàn tìm chuyeån vò trong coïc Ñaët heä truïc toaï ñoä oxyz vaøo taâm ñaùy heä , chuyeån löïc veà taâm ñaùy heä Töø caùch xaùch ñònh giaù trò treân ta thaáy khoâng coù coïc naøo chòu nhoå . Xaùc ñònh taûi ngang ñaàu coïc Xaùc ñònh taûi momen , giaû söû raèng ñaàu coïc ngaøm cöùng vaøo do ñoù ñaàu coïc chæ coù chuyeån vò ngang vaø khoâng coù chuyeån vò xoay . Vaäy naèm trong lôùp ñaát thöù 3 coù traïng thaùi vaät lí laø soûi saïn. Noäi suy m = 3500 (KN/m) = 350 (T/m) Duøng beâ toâng maùc 300 cho coïc E =2.65*10 (KN/m) EJ =2.65*10* = 0.862*10 (KN.m) Tìm caùc heä soá : A ; B; C Tham khaûo taøi lieäu Tra baûng ñöôïc : A= 2.441 ; B = 1.621 ; C = 1.751 Tính chuyeån vò cuûa ñaàu coïc taïi tieát dieän ngaøm : Vì ñaàu coïc ngaøm vaøo heä döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang treân ñaàu coïc coù 1 momen , goïi laø momen ngaøm . Kieåm tra chuyeån vò ngang ñaàu coïc . Vaäy Veõ bieåu ñoà theo chieàu saâu coïc 0.246 0.492 0.738 0.984 1.230 1.476 1.722 1.968 2.214 2.460 2.706 2.952 3.198 3.444 3.690 4.305 4.92 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.5 4.0 -0.001 -0.011 -0.036 -0.085 -0.167 -0.287 -0.455 -0.676 -0.956 -1.295 -1.693 -2.141 -2.621 -3.103 -3.541 -3.919 -1.614 1 1 0.998 0.992 0.957 0.938 0.866 0.739 0.530 0.207 -0.271 -0.941 -1.877 -3.408 -4.688 -10.34 -17.919 0.2 0.4 0.6 0.799 0.994 1.183 1.358 1.507 1.612 1.646 1.575 1.352 0.917 0.197 -0.891 -5.854 -15.076 -9.973 -7.233 -4.926 -2.765 -0.952 0.534 1.654 2.405 2.829 2.956 2.840 2.426 2.065 5.331 0.943 -0.220 -0.113 7. Tính toaùn coát theùp cho coïc theo ñieàu kieän vaän chuyeån vaø caåu laép Chieàu daøi coïc :L =18 (m) chia ra laøm 2 ñoaïn , moãi ñoaïn daøi 9 (m) Coïc ngaøm vaøo ñaøi 0.15 (m) Ñaäp vôõ ñaàu coïc laáy theùp neo vaøo ñaøi 30 F , choïn 0.45 (m) Choïn vaät lieäu laøm coïc . Beâ toâng coïc mac250 coù : Rn = 110 kG/cm2 =1100 (T/m2) . Rk = 8.3 kG/cm2 = 83 (T/m2) Duøng theùp AI coù Ra = Ra’ = 2300 (kG/cm2) = 23000 (T/m2). Lôùp baûo veä : a= 4 ( cm ) Choïn theùp boá trí: 2 F 14 coù Fa= 3.08 (cm2) . hôïp lí. Vaäy choïn 4 F 14 cho tieát dieän coïc hình vuoâng ( 25*25)cm. Boá trí theùp ôû 4 goùc cuûa tieát dieän Keát quaû tính toaùn ñaït yeâu caàu . Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñoä beàn cuûa vaät lieäu laøm coïc . Trong ñoù : +:Heä soá uoán doïc cuûa coïc . + (T/m) :Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâtoâng . +( m): Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc . + (T/m) :Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa coát theùp . + ( m):Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát doïc. Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc tính theo tính chaát cô lí cuûa ñaát neàn laø : Thoaû maõn söùc chòu taûi cuûa coïc. 8. Tính ñoä beàn vaø caáu taïo ñaøi coïc Duøng coïc (25cm*25 cm) Maùc 250 , Theùp AI Ñaøi coïc cao 0.8m. Coïc caém vaøo ñaøi 0.15m, raâu theùp cuûa coïc caém vaøo ñaøi 0.35m. Beâtoâng loùt ñaù 4* 6 Maùc 75, daøy 10 cm. Vôùi chieàu cao cuûa ñaøi nhö vaäy , thaùp choïc thuûng töø chaân coät truøm ra ngoaøi caùc tim coïc , neân khoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng . Momen töông öùng vôùi maët ngaøm I -I vaø II -II gaàn nhö nhau , neân laáy MI = MII. MI = r1 (Pmax + Pmax ) Ta coù : r1 = 0.2 m Pmax = 520 KN MI = 0.2( 520 + 520 ) = 208 KN.m Choïn 8F16 coù Fa = 16.08 ( cm ) Ñaøi coïc ñaët theo 2 chieàu ngang – doïc , moãi chieàu 8F16 a200. ÔÛ ñænh ñaøi ñaët theo caáu taïo F12 a200.