Tài liệu Phân tích phương án móng cọc khoan nhồi: CHƯƠNG 4:
PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
I. TÍNH TOÁN SƠ BỘ:
I.1. Mặt bằng móng:
I.2. Chiều sâu chôn móng:
Đối với móng cọc đài thấp, tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp từ đáy đài trở lên tiếp nhận. Vì vậy độ sâu đặt đế đài ( Hm ) phải thỏa mãn chịu tải trọng ngang và áp lực bị động của đất.
Giả sử bề rộng đài: Bđ = 2m
Hm > Hmin = 0.7* tg (450 - ).
Đài cọc đặt ở lớp thứ 1 có: 4025’
đn = 4.6 kN/m3
Htt = Qmax = 100 kN
hmin = 0.7 x tg = 2.15 m
Chọn Hm = 2.5 m
Đế đài được đặt trong lớp đất thứ 1 và nằm ở độ sâu 2.5m kể từ cốt tầng hầm.
Với độ sâu đặt đáy đài như trên, tải trọng ngang đã tự cân bằng với áp lực bị động của đất. Vì vậy moment tại đáy đài vẫn không đổi, vẫn bằng moment tại mặt ngàm qui ước.
I.3. Chọn loại cọc, chiều dài, kích thước tiết diện:
Chọn cọc có đường kính d = 0.6m
=> m2 = 2826 cm2
Bê tông làm cọc mác 300: Rn = 130...
43 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1872 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Phân tích phương án móng cọc khoan nhồi, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 4:
PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
I. TÍNH TOÁN SƠ BỘ:
I.1. Mặt bằng móng:
I.2. Chiều sâu chôn móng:
Đối với móng cọc đài thấp, tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp từ đáy đài trở lên tiếp nhận. Vì vậy độ sâu đặt đế đài ( Hm ) phải thỏa mãn chịu tải trọng ngang và áp lực bị động của đất.
Giả sử bề rộng đài: Bđ = 2m
Hm > Hmin = 0.7* tg (450 - ).
Đài cọc đặt ở lớp thứ 1 có: 4025’
đn = 4.6 kN/m3
Htt = Qmax = 100 kN
hmin = 0.7 x tg = 2.15 m
Chọn Hm = 2.5 m
Đế đài được đặt trong lớp đất thứ 1 và nằm ở độ sâu 2.5m kể từ cốt tầng hầm.
Với độ sâu đặt đáy đài như trên, tải trọng ngang đã tự cân bằng với áp lực bị động của đất. Vì vậy moment tại đáy đài vẫn không đổi, vẫn bằng moment tại mặt ngàm qui ước.
I.3. Chọn loại cọc, chiều dài, kích thước tiết diện:
Chọn cọc có đường kính d = 0.6m
=> m2 = 2826 cm2
Bê tông làm cọc mác 300: Rn = 130 daN/cm2
Cốt thép trong cọc: 1414 => Fa = 21 cm2 ; cốt đai 8
Chọn cọc có chiều dài 24m
I.4. Xác định sức chịu tải cọc:
I.4.1. Sức chịu tải cọc theo điều kiện vật liệu:
Sức chịu tải tính toán theo vật liệu của cọc được tính theo công thức sau:
PV = Ru.Fc + Ran.Fa
Trong đó:
Ru : Cường độ tính toán bê tông cọc nhồi. Đối với bê tông đổ dưới nước hoặc dưới bùn thì Ru = , nhưng không lớn hơn 60 daN/cm2
Bt mác 300 có Ru = =66.67 daN/cm2 > 60 daN/cm2
Chọn Ru = 60 daN/cm2
Fc : Diện tích tiết diện ngang cọc, Fc = 2826 cm2
Fa : Diện tích tiết diện ngang của thép trong cọc, chọn 1414 Fa = 21 cm2
Ran : Cường độ tính toán của thép trong cọc, đối với thép < 28mm: Ran = , nhưng không lớn hơn 2200 daN/cm2
Rc: Giới hạn chảy của thép, đối với thép AII có giới hạn chảy Rc = 3000 daN/cm2
Ran = = 2000 daN/cm2
PV = 60*2826+2000*21 = 211000 daN = 2110 kN
I.4.2. Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:
Công thức sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền như sau:
,( Tính theo phụ lục A, TCXD 205:1998 )
Trong đó:
m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy m = 1
Ktc: Hệ số tin cậy, Ktc = 1.4
mR, mf: hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc ; mR = 1.0, mf = 0.6
qp: Cường độ chịu tải tiêu chuẩn của đất ở mũi cọc. Với cát mịn ở độ sâu đặt mũi cọc 28m so với mặt đất tự nhiên. Tra bảng qp = 2800 kPa
AP: diện tích tiết diện đầu cọc, AP = = 0.283 m2
u: Chu vi thân cọc; u = 3.14*0.6 = 1.9 m
li: Chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua.
fi: Cường độ tiêu chuẩn của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc. Chia đất nền thành các lớp đồng nhất như hình vẽ ( chiều dày mỗi lớp 2m). Ở đây Zi và H lấy từ mặt đất tự nhiên.
Lớp đất
Độ sâu Zi (m)
Độ sệt
fi(kPa)
li (m)
fi.li(kN/m)
1
5
1.6
6
2
12
2
7
0.4
33
2
66
9
33.5
2
67
13
34
2
68
15
36
2
72
17
38
2
76
18.5
39
1
78
3
20
0.6
20
2
40
22
20
2
40
4
24
Cát mịn
61
2
122
26
63
2
126
27.5
64
1
64
871
Qtc = = 1270 kN
I.4.3. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền:
Sức chịu tải cực hạn:
. (Tính theo phụ lục B – TCXD 205:1998)
Do cọc đi qua nhiều lớp nên:
Trong đó:
FSS: Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 2.
FSP: Hệ số an toàn cho thành phần mũi cọc, lấy bằng 3.
AS: Tổng diện tích mặt bên có kể đến trong tính toán.
AP: diện tích tiết diện cọc, AP = 3.14*0.6 = 0.283 m2
u: Chu vi thân cọc; u = 3.14*0.6 = 1.9 m
li: chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua.
fSi: thành phần ma sát bên tại lớp đất thứ i tác dụng lên cọc.
ca: lực dính thân cọc và đất, đối với cọc BTCT lấy ca = c, trong đó c là lực dính đất nền.
: ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc.
kS: Hệ số áp lực ngang trong đất trạng thái nghỉ.
kS = 1.4(1-sin)
: Góc ma sát giữa cọc và đất nền, Đối với cọc BTCT lấy =, trong đó chính là góc ma sát trong của đất nền.
: Ứng suất hữu hiệu trong đất tại độ sâu tính toán ma sát bên tác dụng lên cọc.
h: Chiều dày lớp đất tính từ đáy đài đến đáy lớp đất tính toán.
hm: Chiều sâu chôn móng.
Lớp
đất
Chiều sâu
Lực
dính
Ca
( kPa)
Góc ma
Hệ số
kS
( kPa)
li
(m)
fsi
fsi*li
( kPa)
Từ
Đến
sát
trong
1
4
6
1
40
1.302
23.0
2
0.31
6.2
2
6
19
3
120
1.110
88.0
13
2.26
293.8
3
19
23
2
100
1.157
166.1
4
3.60
144
4
23
28
3
280
0.743
207.5
5
8.50
425
869
qP: Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc.
c: Lực dính của đất.
: Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lượng bản thân đất.
== 4.6*6+9.3*13+8.8*4+9.5*5 = 231 kPa
Mũi cọc nằm ở lớp đất thứ 4 có:
=280, c = 3 kPa
Tra bảng: Nq = 17.8, Nc = 31.6, N = 16
: Trọng lượng thể tích ở độ sâu mũi cọc, =đn= 9.5 kPa
dP: Cạnh cọc
qP = 3*31.6+231*17.8+9.5*0.6*16= 4212 kPa
Vậy sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền:
Qa== 1220 kN
PTK = min ( PV, Qtc, Qa) = 1220 kN
II. TÍNH TOÁN MÓNG:
II.1. Móng M1 – MÓNG CỘT TRỤC B:
II.1.1. Tải trọng tính toán:
Tải tính
toán
Giá trị
Tải tiêu chuẩn
Giá trị
Cột trục B
( 40x50cm)
N0tt (kN)
3645
N0tc (kN)
3170
(kNm)
100
(kNm)
87
(kNm)
38
(kNm)
33
(kNm)
57
(kNm)
50
(kNm)
28
(kNm)
24
II.1.2. Xác định diện tích đài cọc và số lượng cọc:
Ước tính số lượng cọc trong móng:
=1.2=3.6 cọc
Chọn 4 cọc bố trí như hình vẽ
Kích thước thực của đế đài:
ađ = 3.0m, bđ = 3.0m => Fđ = 3.0 x 3.0 = 9m2
Trọng lượng đài và đất phủ trên đài cọc:
Qđ = 1.1 x Fđ x tb x h = 1.1 * 9 * 22 *2 = 436 kN
Lực dọc tính toán đến cốt đế đài:
Ntt = + Qđ = 3645 + 436 = 4081 kN
II.1.3. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc:
Tải trọng tác dụng lên hàng cọc biên xác định theo công thức:
= = 4*0.92 = 6.6 m2
Vậy lực tác dụng lên cọc:
Pmax = = 1059 kN
Pmin = = 982 kN
Trọng lượng bản thân cọc:
Pc = 0.283*24*15*1.1 = 112 kN
Ta thấy: Pmax + Pc = 1059+ 112 =1170 kN < Qa = 1220 kN
Pmin = 982 kN >0 : cọc chỉ chịu nén ,không cần kiểm tra nhổ.
II.1.4 Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền:
Xác định kích thước móng khối qui ước:
Góc masát trung bình của móng khối qui ước:
= = 160
Góc mở của móng khối qui ước: = 40
Kích thước đáy móng khối qui ước:
am = bm = b + 2hctg = 2.4 +2*24*tg40 = 5.8 m
Fm = am.bm = 5.82 = 33 m2
Xác định trọng lượng móng khối qui ước:
Thể tích cọc và đài cọc:
V1 = Vđài + Vcọc = 3.0*3.0*1.4+ 4*0.283*24 = 40 m3
Thể tích đất trong móng khối qui ước:
Vđất = Fm.hm – V1 = 33*26.5 – 40 = 835 m3
hm: chiều cao móng khối từ cốt tầng hầm tới mũi cọc, hm = 26.5 m
Trọng lượng thể tích trung bình của đất trong móng khối qui ước:
= = 8.9 kPa
Trọng lượng móng khối qui ước:
Qm = 8.9*835 + 40*15 = 8032 kN
Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên:
= = 9.2 kPa
Nội lực tiêu chuẩn gây ra tại đáy móng khối qui ước:
Ntc = + Qm = 3170 +8032 = 11202 kN
= 87 kNm
= 33 kNm
Xác định áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước:
m1 = 1.1, đất cát bão hoà nước.
m2 = 1.3, vì tỷ số chiều dài và chiều cao công trình:
Ktc = 1, vì các chỉ tiêu cơ lý của đất nền lấy từ kết quả thí nghiệm trực tiếp
280 => A =0.98, B= 4.93, D= 7.4
c = 3 kN/m2
bm = 5.8 m , hm = 26.5 m
Thay vào các giá trị ta có được áp lực tính toán dưới đáy móng khối qui ước:
Rtc = = 1825 kPa
Ưùng suất trung bình thực tế dưới đáy móng khối qui ước:
= =333 kPa
= = 334 kPa
= = 332 kPa
Như vậy điều kiện : được thoả mãn. Như vậy ta có thể tính lún của nền theo quan niệm biến dạng tuyến tính.
Tính độ lún của móng cọc trong trường hợp này như độ lún của móng khối qui ước trên nền thiên nhiên.
II.1.5. Kiểm tra độ lún của móng:
- Để tính lún ta dùng tải trọng tiêu chuẩn.
- Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp.
- Ưùng suất gây lún tại đáy móng khối qui ước.
= 333- 9.2*26.5= 89 kPa
hm: chiều cao móng khối qui ước từ mặt đất đến mũi cọc.
Chia đất nền dưới đáy móng khối qui ước thành các lớp bằng nhau và bằng
=5.8/5 = 1.2 m
Điểm
Độ sâuZ ( m)
k0
(kPa)
(kPa)
0
0.0
1
0.0
1.00
89
244
2.7
1
1.2
1
0.2
0.960
85
255
3.0
2
2.4
1
0.4
0.800
71
267
3.8
3
3.6
1
0.6
0.606
54
278
5.2
Ngừng tính lún ở điểm 4 ở độ sâu 3.60 m kể từ đáy móng khối qui ước :
Có : =5.2 >5
Độ lún lớp đất thứ i xác định từ công thức:
, hi: Chiều dày lớp đất thứ i, hi = 1m
Si= = 0.01 m
S <
II.1.6. Tính toán độ bền và xác định cốt thép đài cọc:
Kiểm tra điều kiện chọc thủng:
- Chiều cao đài cọc : hđ = 1.4m
- Chiều cao làm việc của đài cọc: h0 = hđ -0.15= 1.25m
- Vẽ hình tháp ép lõm, từ mép cọc nghiêng 450 ta thấy toàn bộ cọc nằm trong phạm vi ép lõm, nên không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng.
Tính toán cốt thép cho đài cọc:
- Thép đặt cho đài để chịu moment uốn. Coi cánh đài được ngàm vào các tiết diện đi qua chân cột và bị uốn bởi phản lực các đầu cọc nằm ngoài mặt ngàm đi qua chân cột.
- Moment tại mặt ngàm xác định theo công thức:
Trong đó:
n: Số lượng cọc trong phạm vi công xôn
Pi: Phản lực đầu cọc thứ i, ri: khoảng cách từ mặt ngàm đến trục i
Diện tích cốt thép tính theo công thức:
Trong đó:
M: moment đang xét tại tiết diện.
h0 là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó.
Ra: Cường độ tính toán cốt thép.
Moment quay quanh mặt ngàm I-I:
MI-I = r1 (P1+P2)
Trong đó:
r1 = 0.70m : là khoảng cách từ trục cọc 1 và 2 đến mép cột,
P3 = P8 = Pmax
MI= 0.70*2*1059 = 1483 kNm
Diện tích cốt thép cần:
= = 47 cm2
chọn 2416 ( Fac = 48 cm²)
Bố trí 16 a130
Moment quay quanh mặt ngàm II-II:
MII-II = r2 (P3+P4)
Trong đó:
r3 = 0.65m : là khoảng cách từ trục cọc 3 và 4 đến mép cột,
P3 = P24=Pmax
MII= 0.65*2*1059 = 1378 kNm
Diện tích cốt thép cần:
= = 44 cm2
chọn 2416 ( Fac = 48 cm²)
Bố trí 16 a130
II.1.6. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang:
II.1.6.1. Tính chuyển vị ngang và góc xoay của cọc ở cao trình đáy đài được tính theo TCXD 205:1998
1cm
2*103
Trong đó:
y0: chuyển vị ngang (m) của tiết diện cọc.
: góc xoay của tiết diện ngang cọc (radian), ở mặt đất cọc đài cao và ở đáy đài với cọc đài thấp.
H và M: Giá trị tính toán của lực cắt, và moment uốn tại đầu cọc của 1 cọc.
l0: Chiều dài đoạn cọc (m) bằng khoảng cách từ đài cọc tới mặt đất ( với cọc đài cao). Cọc đài thấp l0 = 0 ( Vì từ đài tới mặt đất không có cọc).
=> 1cm
2*103
Eb: Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông
J: Moment quán tính của 1 cọc. (m4)
Với cọc đài thấp: l0 = 0 => => 1cm
Lực cắt tính toán tại chân cột
= 57 kN ; = 28 kN
Vec tơ tổng lực cắt tại chân cột:
=64 kN
Giá trị tính toán của lực cắt tác dụng đều lên 4 cọc:
== 16 kN
Hệ số biến dạng:
= = 0.433
K: Hệ số tỷ lệ (kN/m4) phụ thuộc vào loại đất xung quanh cọc. K = 2000 ( Tra bảng G1 TCXD 205:1998).
bc: Bề rộng qui ước của cọc với d = 0.6m => bc = 1.5*0.6 + 0.5 = 1.4m
Eb: Mo đun đàn hồi của bê tông: E = 2.9*107 kN/m2
I: Moment quán tính của cọc,
0.00636m4
Chiều sâu tính đổi hạ cọc trong đất.
le = = 0.433*24 = 10.4 m
, chuyển vị ngang ở cao trình đáy đài do H0 = 1, M0 = 1 gây ra
Trong đó: A0, B0: Phụ thuộc vào chiều sâu tính đổi cọc le
Với le = 10.4 m ,tra bảng G2 – TCXD 205:1998 ta có:
A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751
= 1.63*10-4 (m/kN)
= = 4.69*10-5 (1/kN)
= = 2.19*10-5 (1/kNm)
Với cọc đài thấp khi tính cọc ngàm cứng trong đài và đầu cọc không bị xoay
M0 = Mngàm = = 16= 34.3 kNm
= 16*1.63*10-4 + 34.3*4.69*10-5 = 4.2*10-3 m
= 0.42 cm 1cm
Góc xoay của tiết diện ngang của cọc (rad) ở mức đáy đài với cọc đài thấp:
= 16*4.69*10-5 + 34.3*2.19*10-5 = 1.5*10-3 (rad)
Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị ngang
II.1.6.2. Tính toán moment uốn M ở độ sâu z:
Moment uốn MZ (kNm) tại các tiết diện cọc ứng với các độ sâu được tính theo công thức sau:
Trong đó: Ze là chiều sâu tính đổi,
Các giá trị A3, B3, C3, D3: Tra bảng G3 của TCXD 205:1998
Bảng giá trị moment uốn thân cọc
Z
Ze
A3
B3
C3
D3
MZ
0.00
0.00
0.000
0.000
1.000
0.000
34.30
0.231
0.10
0.000
0.000
1.000
0.100
38.00
0.462
0.20
-0.001
0.000
1.000
0.200
41.55
0.693
0.30
-0.005
-0.001
1.000
0.300
44.78
0.924
0.40
-0.011
-0.002
1.000
0.400
47.72
1.155
0.50
-0.021
-0.005
0.999
0.500
50.29
1.386
0.60
-0.036
-0.011
0.998
0.600
52.49
1.617
0.70
-0.057
-0.020
0.996
0.699
54.11
1.848
0.80
-0.085
-0.034
0.992
0.799
55.28
2.079
0.90
-0.121
-0.055
0.985
0.897
55.94
2.309
1.00
-0.167
-0.083
0.975
0.994
55.86
2.540
1.10
-0.222
-0.122
0.960
1.090
55.57
2.771
1.20
-0.287
-0.173
0.938
1.183
54.92
3.002
1.30
-0.365
-0.238
0.907
1.273
53.64
3.233
1.40
-0.455
-0.319
0.866
1.358
52.01
3.464
1.50
-0.559
-0.420
0.881
1.437
52.43
3.695
1.60
-0.676
-0.543
0.739
1.507
47.89
3.926
1.70
-0.808
-0.691
0.646
1.566
45.44
4.157
1.80
-0.956
-0.867
0.530
1.612
42.75
4.388
1.90
-1.118
-1.074
0.385
1.640
40.08
4.619
2.00
-1.295
-1.314
0.207
1.646
37.24
5.081
2.20
-1.693
-1.906
-0.271
1.575
31.34
5.543
2.40
-2.141
-2.663
-0.941
1.352
25.74
6.005
2.60
-2.621
-3.600
-1.877
0.917
20.11
6.467
2.80
-3.103
-4.718
-3.408
0.197
10.93
6.928
3.00
-3.541
-6.000
-4.688
-0.891
4.81
8.083
3.50
-3.919
-9.544
-10.340
-5.854
3.30
9.238
4.00
-1.641
-11.731
-17.919
-15.076
0.42
Biểu đồ moment của cọc chịu tải trọng ngang
Tính cốt thép cho cọc:
Ta có giá trị moment Mmax khi cọc chịu tải trọng ngang là:
Mmax = 56 kNm
Tính thép cho tiết diện cọc tròn ta qui đổi ra hình vuông:
b === 0.53 m
= = 4.7 cm2
Diện tích thép trong cọc: 2 x 4.7 = 9.4 cm2 , ( thép chọn ,Fch = 21 cm2)
Vậy cốt thép trong cọc đủ chịu moment uốn thân cọc. Ta cắt thép tại biểu đồ moment tắt tức là vị trí 9.24m so với đáy đài. Nhưng để thiên về an toàn ta cắt thép tại vị trí 2/3 chiều dài cọc. m
II.2. Móng M2 – MÓNG CỘT TRỤC A:
II.2.1. Tải trọng tính toán:
Tải tính
toán
Giá trị
Tải tiêu chuẩn
Giá trị
Cột trục A
( 40x50cm)
N0tt (kN)
1902
N0tc (kN)
1650
(kNm)
88
(kNm)
76
(kNm)
30
(kNm)
26
(kNm)
44
(kNm)
38
(kNm)
28
(kNm)
25
II.2.2. Xác định diện tích đài cọc và số lượng cọc:
Ước tính số lượng cọc trong móng:
=1.2=1.87 cọc
Chọn 2 cọc bố trí như hình vẽ
Kích thước thực của đế đài:
ađ = 1.2m, bđ = 3.0m => Fđ = 1.2 x 3.0 = 3.6m2
Trọng lượng đài và đất phủ trên đài cọc:
Qđ = 1.1 x Fđ x tb x h = 1.1 * 3.6 * 22 *2 = 174 kN
Lực dọc tính toán đến cốt đế đài:
Ntt = + Qđ = 1902 + 174 = 2076 kN
II.2.3. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc:
Tải trọng tác dụng lên hàng cọc biên xác định theo công thức:
Trọng lượng đài và đất phủ trên đài cọc:
Qđ = 1.1 x Fđ x tb x h = 1.1 * 3.6 * 22 *2 = 174 kN
Lực dọc tính toán đến cốt đế đài:
Ntt = + Qđ = 1902 + 174 = 2076 kN
= 2*0.92 = 1.62 m2
Vậy lực tác dụng lên cọc:
Pmax = = 1087 kN
Pmin = = 989 kN
Trọng lượng bản thân cọc:
Pc = 0.283*24*15*1.1 = 112 kN
Ta thấy: Pmax + Pc = 1087+ 112 =1199 kN < Qa = 1220 kN
Pmin = 989 kN >0 : cọc chỉ chịu nén ,không cần kiểm tra nhổ.
II.2.5. Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền:
Xác định kích thước móng khối qui ước:
Góc masát trung bình của móng khối qui ước:
= = 160
Góc mở của móng khối qui ước: = 40
Kích thước đáy móng khối qui ước:
am = a + 2hctg = 2.4 +2*24*tg40 = 5.8 m
bm = b + 2hctg = 0.6 + 2*24*tg40 = 4.0 m
Fm = am.bm = 5.8*4.0 = 23.2 m2
Xác định trọng lượng móng khối qui ước:
Thể tích cọc và đài cọc:
V1 = Vđài + Vcọc = 1.2*3.0*1.4+ 2*0.283*24 = 18.63 m3
Thể tích đất trong móng khối qui ước:
Vđất = Fm.hm – V1 = 23.2*26.5 – 18.63 = 596 m3
hm: chiều cao móng khối từ cốt tầng hầm tới mũi cọc, hm = 26.5 m
Trọng lượng thể tích trung bình của đất trong móng khối qui ước:
= = 8.9 kN/m3
Trọng lượng móng khối qui ước:
Qm = 8.9*596 + 18.63*15 = 5580 kN
Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên:
= = 9.1 kN/m3
Nội lực tiêu chuẩn gây ra tại đáy móng khối qui ước:
Ntc = + Qm = 1650 +5580 = 7230 kN
= 88 kNm
= 30 kNm
Xác định áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước:
m1 = 1.1, đất cát bão hoà nước.
m2 = 1.3, vì tỷ số chiều dài và chiều cao công trình:
Ktc = 1, vì các chỉ tiêu cơ lý của đất nền lấy từ kết quả thí nghiệm trực tiếp
280 => A =0.98, B= 4.93, D= 7.4
c = 3 kN/m2
bm = 4.0 m , hm = 23.5 m
Thay vào các giá trị ta có được áp lực tính toán dưới đáy móng khối qui ước:
Rtc = = 1780 kN/m2
Ưùng suất trung bình thực tế dưới đáy móng khối qui ước:
= =312 kPa
= = 315 kPa
= = 309 kPa
Như vậy điều kiện : được thoả mãn. Như vậy ta có thể tính lún của nền theo quan niệm biến dạng tuyến tính.
Tính độ lún của móng cọc trong trường hợp này như độ lún của móng khối qui ước trên nền thiên nhiên.
II.2.6. Kiểm tra độ lún của móng:
Để tính lún ta dùng tải trọng tiêu chuẩn.
Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp.
Ưùng suất gây lún tại đáy móng khối qui ước.
= 312- 9.1*26.5= 71 kPa
hm: chiều cao móng khối qui ước từ mặt đất đến mũi cọc.
Chia đất nền dưới đáy móng khối qui ước thành các lớp bằng nhau và bằng
=4.0/5 = 0.8 m
Điểm
Độ sâuZ ( m)
k0
(kPa)
(kPa)
0
0.0
1.5
0.0
1.00
71
241
3.4
1
0.8
1.5
0.2
0.973
69
245
3.6
2
1.6
1.5
0.4
0.854
61
252
4.1
3
2.4
1.5
0.6
0.690
49
260
5.3
Ngừng tính lún ở điểm 8 ở độ sâu 8.0m kể từ đáy móng khối qui ước :
Có : =5.3 >5
Độ lún lớp đất thứ i xác định từ công thức:
, hi: Chiều dày lớp đất thứ i, hi = 0.8m
Si= = 0.005 m
S <
II.2.7. Tính toán độ bền và xác định cốt thép đài cọc:
Kiểm tra điều kiện chọc thủng:
Chiều cao đài cọc : hđ = 1.0m
Chiều cao làm việc của đài cọc: h0 = hđ -0.15= 1.25m
Vẽ hình tháp ép lõm, từ mép cọc nghiêng 450 ta thấy toàn bộ cọc nằm trong phạm vi ép lõm, nên không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng.
Tính toán cốt thép cho đài cọc:
Thép đặt cho đài để chịu moment uốn. Coi cánh đài được ngàm vào các tiết diện đi qua chân cột và bị uốn bởi phản lực các đầu cọc nằm ngoài mặt ngàm đi qua chân cột.
Moment tại mặt ngàm xác định theo công thức:
Trong đó:
n: Số lượng cọc trong phạm vi công xôn
Pi: Phản lực đầu cọc thứ i, ri: khoảng cách từ mặt ngàm đến trục i
Diện tích cốt thép tính theo công thức:
Trong đó:
M: moment đang xét tại tiết diện.
h0 là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó.
Ra: Cường độ tính toán cốt thép.
Moment quay quanh mặt ngàm I-I:
MI-I = r1 P1
Trong đó:
r1 = 0.65m : là khoảng cách từ trục cọc 1 và 2 đến mép cột,
MI= 0.65*1087 = 735 kNm
Diện tích cốt thép cần:
= = 23 cm2
chọn 1614 ( Fac = 24 cm²)
Bố trí 14 a150
II.2.8. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang:
II.2.8.1. Tính chuyển vị ngang và góc xoay của cọc ở cao trình đáy đài được tính theo TCXD 205:1998
1cm
2*103
Trong đó:
y0: chuyển vị ngang (m) của tiết diện cọc.
: góc xoay của tiết diện ngang cọc (radian), ở mặt đất cọc đài cao và ở đáy đài với cọc đài thấp.
H và M: Giá trị tính toán của lực cắt, và moment uốn tại đầu cọc của 1 cọc.
l0: Chiều dài đoạn cọc (m) bằng khoảng cách từ đài cọc tới mặt đất ( với cọc đài cao). Cọc đài thấp l0 = 0 ( Vì từ đài tới mặt đất không có cọc).
=> 1cm
2*103
Eb: Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông
J: Moment quán tính của 1 cọc. (m4)
Với cọc đài thấp: l0 = 0 => => 1cm
Lực cắt tính toán tại chân cột
= 44 kN ; = 38 kN
Vec tơ tổng lực cắt tại chân cột:
=58 kN
Giá trị tính toán của lực cắt tác dụng đều lên 2 cọc:
== 29 kN
Hệ số biến dạng:
= = 0.433
K: Hệ số tỷ lệ (kN/m4) phụ thuộc vào loại đất xung quanh cọc. K = 2000 ( Tra bảng G1 TCXD 205:1998).
bc: Bề rộng qui ước của cọc với d = 0.6m => bc = 1.5*0.6 + 0.5 = 1.4m
Eb: Mo đun đàn hồi của bê tông: E = 2.9*107 kN/m2
I: Moment quán tính của cọc,
0.00636m4
Chiều sâu tính đổi hạ cọc trong đất.
le = = 0.433*24 = 10.4 m
, chuyển vị ngang ở cao trình đáy đài do H0 = 1, M0 = 1 gây ra
Trong đó: A0, B0: Phụ thuộc vào chiều sâu tính đổi cọc le
Với le = 10.4 m ,tra bảng G2 – TCXD 205:1998 ta có:
A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751
= 1.63*10-4 (m/kN)
= = 4.69*10-5 (1/kN)
= = 2.19*10-5 (1/kNm)
Với cọc đài thấp khi tính cọc ngàm cứng trong đài và đầu cọc không bị xoay
M0 = Mngàm = + My = +30 = 92.1 kNm
= 29*1.63*10-4 + 92.1*4.69*10-5 = 9.05*10-3 m
= 0.905 cm 1cm
Góc xoay của tiết diện ngang của cọc (rad) ở mức đáy đài với cọc đài thấp:
= 29*4.69*10-5 + 92.1*2.19*10-5 = 1.938*10-3 (rad)
Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị ngang
II.2.8.2. Tính toán moment uốn M ở độ sâu z:
Moment uốn MZ (kNm) tại các tiết diện cọc ứng với các độ sâu được tính theo công thức sau:
Trong đó: Ze là chiều sâu tính đổi,
Các giá trị A3, B3, C3, D3: Tra bảng G3 của TCXD 205:1998
Bảng giá trị moment uốn thân cọc
Z
Ze
A3
B3
C3
D3
MZ
0.00
0.00
0.000
0.000
1.000
0.000
92.00
0.231
0.10
0.000
0.000
1.000
0.100
98.70
0.462
0.20
-0.001
0.000
1.000
0.200
105.08
0.693
0.30
-0.005
-0.001
1.000
0.300
110.80
0.924
0.40
-0.011
-0.002
1.000
0.400
115.89
1.155
0.50
-0.021
-0.005
0.999
0.500
120.18
1.386
0.60
-0.036
-0.011
0.998
0.600
123.71
1.617
0.70
-0.057
-0.020
0.996
0.699
126.02
1.848
0.80
-0.085
-0.034
0.992
0.799
127.38
2.079
0.90
-0.121
-0.055
0.985
0.897
127.71
2.309
1.00
-0.167
-0.083
0.975
0.994
126.46
2.540
1.10
-0.222
-0.122
0.960
1.090
124.85
2.771
1.20
-0.287
-0.173
0.938
1.183
122.50
3.002
1.30
-0.365
-0.238
0.907
1.273
118.83
3.233
1.40
-0.455
-0.319
0.866
1.358
114.48
3.464
1.50
-0.559
-0.420
0.881
1.437
115.90
3.695
1.60
-0.676
-0.543
0.739
1.507
104.15
3.926
1.70
-0.808
-0.691
0.646
1.566
98.23
4.157
1.80
-0.956
-0.867
0.530
1.612
91.89
4.388
1.90
-1.118
-1.074
0.385
1.640
85.66
4.619
2.00
-1.295
-1.314
0.207
1.646
79.14
5.081
2.20
-1.693
-1.906
-0.271
1.575
65.80
5.543
2.40
-2.141
-2.663
-0.941
1.352
53.54
6.005
2.60
-2.621
-3.600
-1.877
0.917
41.20
6.467
2.80
-3.103
-4.718
-3.408
0.197
21.27
6.928
3.00
-3.541
-6.000
-4.688
-0.891
14.84
8.083
3.50
-3.919
-9.544
-10.340
-5.854
5.17
9.238
4.00
-1.641
-11.731
-17.919
-15.076
0.091
Biểu đồ moment của cọc chịu tải trọng ngang
Tính cốt thép cho cọc:
Ta có giá trị moment Mmax khi cọc chịu tải trọng ngang là:
Mmax = 127 kNm
Tính thép cho tiết diện cọc tròn ta qui đổi ra hình vuông:
b === 0.53 m
= = 10.0 cm2
Diện tích thép trong cọc: 2 * 10.0 = 20 cm2 , thép chọn , Fch = 21 cm2
Vậy cốt thép trong cọc đủ chịu moment uốn thân cọc. Ta cắt thép tại biểu đồ moment tắt tức là vị trí 9.24m so với đáy đài. Nhưng để thiên về an toàn ta cắt thép tại vị trí 2/3 chiều dài cọc. m
II.3. Móng M3 – MÓNG CỘT TRỤC C, D:
II.3.1 Tải trọng tính toán:
Hệ số vượt tải n = 1.15
Tải tính
toán
Giá trị
Tải tiêu chuẩn
Giá trị
Cột trục C
( 40x50cm)
N0tt (kN)
3553
N0tc (kN)
3090
(kNm)
100
(kNm)
87
(kNm)
27
(kNm)
24
(kNm)
63
(kNm)
55
(kNm)
20
(kNm)
18
Tải tính
toán
Giá trị
Tải tiêu chuẩn
Giá trị
Cột trục D
( 40x50cm)
N0tt (kN)
3193
N0tc (kN)
2777
(kNm)
78
(kNm)
68
(kNm)
35
(kNm)
31
(kNm)
47
(kNm)
41
(kNm)
28
(kNm)
24
Dựa trên mặt bằng móng ta chọn phương án bố trí cho móng cọc trục C và Móng cọc trục D ( có nhịp là 3m) là móng cọc đài kép, ta tính lại tổng nội lực đài kép như sau:
N = = 3553+3193 = 6750 kN
MX = = 100+78+3553*1.5–3193*1.5 = 180 kNm
MY = = 27+35+3553*1.5-3193*1.5 = 62 kNm
Tải tính
toán
Giá trị
Tải tiêu chuẩn
Giá trị
Cột trục
C, D
( 40x50cm)
N0tt (kN)
6750
N0tc (kN)
5870
(kNm)
180
(kNm)
156
(kNm)
62
(kNm)
54
(kNm)
100
(kNm)
87
(kNm)
48
(kNm)
42
II.3.2. Xác định diện tích đài cọc và số lượng cọc:
Ước tính số lượng cọc trong móng:
=1.2=6.7 cọc
- Chọn 8 cọc bố trí như hình vẽ
Kích thước thực của đế đài:
ađ = 8.0m, bđ = 3.0m => Fđ = 6.0 x 4.0 = 24m2
Trọng lượng đài và đất phủ trên đài cọc:
Qđ = 1.1 x Fđ x tb x h = 1.1 * 24 * 22 *2 = 1162 kN
Lực dọc tính toán đến cốt đế đài:
Ntt = + Qđ = 6750 + 1162 = 7912 kN
II.3.3. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc:
Tải trọng tác dụng lên hàng cọc biên xác định theo công thức:
= 2*1.22 +4*2.42 = 26 m2
= 6*1.42 = 12 m2
Vậy lực tác dụng lên cọc:
Pmax = = 1003 kN
Pmin = = 975 kN
Trọng lượng bản thân cọc:
Pc = 3.14*0.32*24*1.1 = 75 kN
Ta thấy: Pmax + Pc = 1003+ 75 =1078 kN < Qa = 1220 kN
Pmin = 975 kN >0 : cọc chỉ chịu nén ,không cần kiểm tra nhổ.
II.3.4. Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền:
Xác định kích thước móng khối qui ước:
Góc masát trung bình của móng khối qui ước:
= = 160
Góc mở của móng khối qui ước: = 40
Kích thước đáy móng khối qui ước:
am = a + 2hctg = 5.4 +2*24*tg40 = 8.7 m
bm = b + 2hctg = 3.4+ 2*24*tg40 = 6.7 m
Fm = am.bm = 8.7*6.7 = 59 m2
Xác định trọng lượng móng khối qui ước:
Thể tích cọc và đài cọc:
V1 = Vđài + Vcọc = 6.0*4.0*1.4+ 8*0.283*24 = 88 m3
Thể tích đất trong móng khối qui ước:
Vđất = Fm.hm – V1 = 59*26 – 88 = 952 m3
hm: chiều cao móng khối từ cốt tầng hầm tới mũi cọc, hm = 26 m
Trọng lượng thể tích trung bình của đất trong móng khối qui ước:
= = 8.9 kN/m3
Trọng lượng móng khối qui ước:
Qm = 8.9*952 + 88*15 = 9793 kN
Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên:
= = 9.4 kN/m3
Nội lực tiêu chuẩn gây ra tại đáy móng khối qui ước:
Ntc = + Qm = 5870 +9793 = 15670 kN
= 180 kNm
= 62 kNm
Xác định áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước:
m1 = 1.1, đất cát bão hoà nước.
m2 = 1.3, vì tỷ số chiều dài và chiều cao công trình:
Ktc = 1, vì các chỉ tiêu cơ lý của đất nền lấy từ kết quả thí nghiệm trực tiếp
280 => A =0.98, B= 4.93, D= 7.4
c = 3 kN/m2
bm = 4.8 m , hm = 5.2 m
Thay vào các giá trị ta có được áp lực tính toán dưới đáy móng khối qui ước:
Rtc = = 1826 kPa
Ưùng suất trung bình thực tế dưới đáy móng khối qui ước:
= =392 kPa
= = 394 kPa
= = 389 kPa
Như vậy điều kiện : được thoả mãn. Như vậy ta có thể tính lún của nền theo quan niệm biến dạng tuyến tính.
Tính độ lún của móng cọc trong trường hợp này như độ lún của móng khối qui ước trên nền thiên nhiên.
II.3.5. Kiểm tra độ lún của móng:
- Để tính lún ta dùng tải trọng tiêu chuẩn.
- Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp.
- Ưùng suất gây lún tại đáy móng khối qui ước.
= 394- 8.9*26= 163 kPa
hm: chiều cao móng khối qui ước từ mặt đất đến mũi cọc.
Chia đất nền dưới đáy móng khối qui ước thành các lớp bằng nhau và bằng
=5.4/5 = 1.1 m
Điểm
Độ sâuZ ( m)
k0
(kPa)
(kPa)
0
0.0
1.4
0.0
1.00
163
231
1.4
1
1.1
1.4
0.2
0.972
158
241
1.5
2
2.2
1.4
0.4
0.848
138
251
1.8
3
3.3
1.4
0.6
0.682
111
255
2.2
4
4.4
1.4
0.8
0.532
87
261
3
5
5.5
1.4
1.0
0.414
68
271
3.9
6
6.6
1.4
1.2
0.325
53
280
5.3
Ngừng tính lún ở điểm 7 ở độ sâu 6.6m kể từ đáy móng khối qui ước :
Có : =5.3 > 5
Độ lún lớp đất thứ i xác định từ công thức:
, hi: Chiều dày lớp đất thứ i, hi = 1m
Si= = 0.02 m
S <
II.3.6. Tính toán độ bền và xác định cốt thép đài cọc:
Kiểm tra điều kiện chọc thủng:
Chiều cao đài cọc : hđ = 1.4m
Chiều cao làm việc của đài cọc: h0 = hđ -0.15= 1.25m
Vẽ hình tháp ép lõm, từ mép cọc nghiêng 450 ta thấy toàn bộ cọc nằm trong phạm vi ép lõm, nên không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng.
Tính toán cốt thép cho đài cọc:
1. Tính toán cốt thép theo phương dọc đài móng:
Xem móng làm việc như một dầm liên tục gối lên 2 gối tựa tại chân cột.
Với b = bđài = 4 (m); và h = hđài = 1.4 (m)
Các lực tác dụng chính là các phản lực đầu cọc:
Được xác định bằng phần mềm Sap2000, với sơ đồ tính như sau:
P1 = 3Pm = 2 x 1003 = 2006 (kN)
P2 = Pm = 1003 (kN)
Biểu đồ moment đài cọc
Tính thép:
Thớ dưới: Mmax = 1560 kNm
52 cm2
Chọn 2616 ( Fac = 52 cm²)
Bố trí 16 a160
Thớ trên: Đặt thép theo cấu tạo 14 a200
2. Tính toán cốt thép theo phương ngang của đài móng
- Thép đặt cho đài để chịu moment uốn. Coi cánh đài được ngàm vào các tiết diện đi qua chân cột và bị uốn bởi phản lực các đầu cọc nằm ngoài mặt ngàm đi qua chân cột.
- Moment tại mặt ngàm xác định theo công thức:
Trong đó:
n: Số lượng cọc trong phạm vi công xôn
Pi: Phản lực đầu cọc thứ i, ri: khoảng cách từ mặt ngàm đến trục i
Diện tích cốt thép tính theo công thức:
Trong đó:
M: moment đang xét tại tiết diện.
h0 là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó.
Ra: Cường độ tính toán cốt thép.
Moment quay quanh mặt ngàm I-I:
MI-I = r1 (P1+P2+ P3)
Trong đó:
r1 = 1.20m : là khoảng cách từ trục cọc ( 13) đến mép cột,
MI= 1.20*3*1003 = 3611 kNm
Diện tích cốt thép cần:
= = 115 cm2
chọn 5816 ( Fac = 116 cm²)
Bố trí 16 a 100
II.3.7. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang:
II.3.7.1. Tính chuyển vị ngang và góc xoay của cọc ở cao trình đáy đài được tính theo TCXD 205:1998
1cm
2*103
Trong đó:
y0: chuyển vị ngang (m) của tiết diện cọc.
: góc xoay của tiết diện ngang cọc (radian), ở mặt đất cọc đài cao và ở đáy đài với cọc đài thấp.
H và M: Giá trị tính toán của lực cắt, và moment uốn tại đầu cọc của 1 cọc.
l0: Chiều dài đoạn cọc (m) bằng khoảng cách từ đài cọc tới mặt đất ( với cọc đài cao). Cọc đài thấp l0 = 0 ( Vì từ đài tới mặt đất không có cọc).
=> 1cm
2*103
Eb: Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông
J: Moment quán tính của 1 cọc. (m4)
Với cọc đài thấp: l0 = 0 => => 1cm
Lực cắt tính toán tại chân cột
= 100 kN ; = 48 kN
Vec tơ tổng lực cắt tại chân cột:
=111 kN
Giá trị tính toán của lực cắt tác dụng đều lên 2 cọc:
== 14 kN
Hệ số biến dạng:
= = 0.433
K: Hệ số tỷ lệ (kN/m4) phụ thuộc vào loại đất xung quanh cọc. K = 2000 ( Tra bảng G1 TCXD 205:1998).
bc: Bề rộng qui ước của cọc với d = 0.6m => bc = 1.5*0.6 + 0.5 = 1.4m
Eb: Mo đun đàn hồi của bê tông: E = 2.9*107 kN/m2
I: Moment quán tính của cọc,
0.00636m4
Chiều sâu tính đổi hạ cọc trong đất.
le = = 0.433*24 = 10.4 m
, chuyển vị ngang ở cao trình đáy đài do H0 = 1, M0 = 1 gây ra
Trong đó: A0, B0: Phụ thuộc vào chiều sâu tính đổi cọc le
Với le = 10.4 m ,tra bảng G2 – TCXD 205:1998 ta có:
A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751
= 1.63*10-4 (m/kN)
= = 4.69*10-5 (1/kN)
= = 2.19*10-5 (1/kNm)
Với cọc đài thấp khi tính cọc ngàm cứng trong đài và đầu cọc không bị xoay
M0 = Mngàm = = = 30 kNm
= 14*1.63*10-4 + 30*4.69*10-5 = 3.7*10-3 m
= 0.37 cm 1cm
Góc xoay của tiết diện ngang của cọc (rad) ở mức đáy đài với cọc đài thấp:
= 14*4.69*10-5 + 30*2.19*10-5 = 1.314*10-3 (rad)
Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị ngang
II.3.7.2. Tính toán moment uốn M ở độ sâu z:
Moment uốn MZ (Tm) tại các tiết diện cọc ứng với các độ sâu được tính theo công thức sau:
Trong đó: Ze là chiều sâu tính đổi,
Các giá trị A3, B3, C3, D3: Tra bảng G3 của TCXD 205:1998
Bảng giá trị moment uốn thân cọc
Z
Ze
A3
B3
C3
D3
MZ
0.00
0.00
0.000
0.000
1.000
0.000
30.00
0.231
0.10
0.000
0.000
1.000
0.100
33.23
0.462
0.20
-0.001
0.000
1.000
0.200
36.34
0.693
0.30
-0.005
-0.001
1.000
0.300
39.16
0.924
0.40
-0.011
-0.002
1.000
0.400
41.73
1.155
0.50
-0.021
-0.005
0.999
0.500
43.97
1.386
0.60
-0.036
-0.011
0.998
0.600
45.88
1.617
0.70
-0.057
-0.020
0.996
0.699
47.28
1.848
0.80
-0.085
-0.034
0.992
0.799
48.27
2.079
0.90
-0.121
-0.055
0.985
0.897
48.82
2.309
1.00
-0.167
-0.083
0.975
0.994
48.70
2.540
1.10
-0.222
-0.122
0.960
1.090
48.40
2.771
1.20
-0.287
-0.173
0.938
1.183
47.76
3.002
1.30
-0.365
-0.238
0.907
1.273
46.56
3.233
1.40
-0.455
-0.319
0.866
1.358
45.04
3.464
1.50
-0.559
-0.420
0.881
1.437
45.30
3.695
1.60
-0.676
-0.543
0.739
1.507
41.20
3.926
1.70
-0.808
-0.691
0.646
1.566
38.91
4.157
1.80
-0.956
-0.867
0.530
1.612
36.40
4.388
1.90
-1.118
-1.074
0.385
1.640
33.88
4.619
2.00
-1.295
-1.314
0.207
1.646
31.20
5.081
2.20
-1.693
-1.906
-0.271
1.575
25.58
5.543
2.40
-2.141
-2.663
-0.941
1.352
20.15
6.005
2.60
-2.621
-3.600
-1.877
0.917
14.63
6.467
2.80
-3.103
-4.718
-3.408
0.197
7.73
6.928
3.00
-3.541
-6.000
-4.688
-0.891
5.26
8.083
3.50
-3.919
-9.544
-10.340
-5.854
2.27
9.238
4.00
-1.641
-11.731
-17.919
-15.076
0.41
Biểu đồ moment của cọc chịu tải trọng ngang
Tính cốt thép cho cọc:
Ta có giá trị moment Mmax khi cọc chịu tải trọng ngang là:
Mmax = 49 kNm
Tính thép cho tiết diện cọc tròn ta qui đổi ra hình vuông:
b === 0.53 m
= = 4.1 cm2
Diện tích thép trong cọc: 2 x 4.1 = 8.2 cm2 ( thép chọn ,Fch = 21 cm2)
Vậy cốt thép trong cọc đủ chịu moment uốn thân cọc. Ta cắt thép tại biểu đồ moment tắt tức là vị trí 9.24m so với đáy đài. Nhưng để thiên về an toàn ta cắt thép tại vị trí 2/3 chiều dài cọc. m
CHƯƠNG 6:
SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG
Để so sánh lựa chọn phương án móng cho công trình ta tiến hành tính toán chi tiết cho hai phương án móng, ngoài chỉ tiêu kỹ thuật phương án chọn phải là phương án khả thi phù hợp với điều kiện thi công và đảm bảo về mặt kinh tế.
I. SO SÁNH VỀ VẬT LIỆU:
1. Phương án 1: Móng cọc ép bê tông cốt thép ( Chỉ tính cho khung trục 3)
- Khung trục 3 gồm 3 móng: M1, M2, M3.
- Bê tông cọc: 0.35*0.35*22* ( 15 + 8 + 5) = 75.5 m3
- Bê tông đài cọc:
Móng M1: 2*(3.0*2.6*1.4)= 22 m3
Móng M2:2*(2.2*2.2*1.4) = 13.6 m3
Móng M3: 5.0*3.0*1.4 = 21 m3
=> Tổng: 75.5+22+13.6+21 = 132.1 m3
2. Phương án 2: Móng cọc khoan nhồi ( Chỉ tính cho khung trục 3).
- Khung trục 3 gồm 3 móng: M1, M2, M3.
- Bê tông cọc: 0.2826*24*( 2+4+8) = 95.2 m3
- Bê tông đài cọc:
Móng M2: 2*(3*3*1.4) = 25.2 m3
Móng M1: 2*(3*1.2*1.4) = 10.1 m3
Móng M3: 6*4*1.4 = 33.6 m3
- Tổng: 95.2+25.2+10.1+33.6 = 164.1 m3
KHỐI LƯỢNG VẬT TƯ
BÊ TÔNG ( m3 )
CỐT THÉP ( kN )
PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG
CỌC ÉP BTCT
132.1
65.020
PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG
CỌC KHOAN NHỒI
164.1
28.070
II. SO SÁNH VỀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM:
Phương án 1: Móng cọc ép BTCT đài thấp.
Ưu điểm:
Độ tin cậy cao, dễ kiểm tra chất lượng cọc.
Khi thi công không gây ra tiếng ồn, không làm ảnh hưởng chấn động các công trình xung quanh.
Chất lượng từng đoạn cọc được thử dưới lực ép.
Xác định được lực áp cuối cùng.
Sử dụng được trong xây chen khi có nhiều công trình kế cận.
Giá thành thi công rẻ hơn so với cọc khoan nhồi.
Máy móc thiết bị đơn giản.
Độ lún trong giới hạn cho phép, độ lún lệch giữa các móng nhỏ hơn trong giới hạn cho phép.
Nhược điểm:
Khả năng xuyên qua lớp sét cứng, cát chặt rất thấp.
Bị hạn chế về kích thước và sức chịu tải của cọc vì lực ép bị hạn chế hơn so với so với công nghệ khác.
Thời gian thi công tương đối chậm.
Phương án 2: Móng cọc khoan nhồi.
Ưu điểm:
Khi thi công không gây ra tiếng ồn, không làm ảnh hưởng chấn động các công trình xung quanh.
Có thể xuyên qua các tầng sét cứng, cát chặt để xuống độ sâu lớn.
Tăng được sức chịu tải cọc, nhờ tăng được chiều dài và đường kính cọc nên giảm bớt số lượng cọc.
Chịu được tải trọng công trình lớn.
Độ lún trong giới hạn cho phép, độ lún lệch giữa các móng nhỏ hơn trong giới hạn cho phép.
Nhược điểm:
Khó khăn trong việc kiểm tra chất lượng bê tông cọc.
Máy móc thiết bị đắt tiền, thi công đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao.
Giá thành thi công cao hơn phương án móng cọc ép.
Tốc độ thi công chậm.
NHẬN XÉT: Do không có điều kiện tham khảo chính xác về giá thành thuê nhân công, máy móc, thiết bị để thi công hai phương án trên nên việc chọn ra một phương án ít tốn kém chưa thực sự chính xác cho lắm, vì vậy ta chỉ so sánh về mặt khối lượng bê tông và cốt thép của từng phương án từ đó chọn ra một phương án thích hợp đồng thời phải mang tính khả thi cao.
KẾT LUẬN: Từ bảng so sánh trên ta thấy khối lượng bê tông cọc khoan nhồi lớn hơn nhưng khối lượng thép lại nhỏ hơn đi rất nhiều ta quyết định chọn phương án móng cọc khoan nhồi áp dụng cho công trình và đây là phương pháp hiện đại đang được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới với công nghệ được cải tiến đi rất nhiều. Ngày nay thì dễ dàng thi công hơn với số lượng cọc trong móng ít hơn móng cọc ép bê tông cốt thép, do đó với cọc khoan nhồi hoàn toàn mang tính khả thi cao hơn so với phương án móng cọc ép bê tông cốt thép.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- MONG COC NHOI.doc