Phương án II: móng cọc khoan nhồi

PHƯƠNG ÁN II: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 7.1 CHỌN CÁC TỔ HỢP NỘI LỰC ĐỂ TÍNH TOÁN MÓNG Từ kết quả giải và tổ hợp nội lực cho khung, chọn ra các cặp nội lực tại các chân cột để tính móng như sau: Nmin và Mtư. Khung trục 6 (khung giữa) Chân cột trục A B C D E Loại móng M1 M2 M3 M2 M1 Ntt (T) 79.45 141.67 165.67 139.17 91.27 Mtt (Tm) 5.05 10.92 13.13 10.91 4.99 Qtt (T) 2.17 3.85 4.48 3.82 2.06 CHỌN TIẾT DIỆN, CHIỀU DÀI CỌC VÀ ĐỘ SÂU ĐẶT MÓNG: 1. Chiều sâu đặt đài cọc : * Đặt đài cọc trong lớp đất thứ 1 là Lớp đất sét * Chiều sâu chôn móng so so với mặt đất tự nhiên là : Hm = -2 m * Đài cọc được sử dụng Bêtông Mac 250 , Cốt thép CII : Ra = Ra’ = 2600 kG/cm2 2. Chọn vật liệu và kích thước cọc : Chọn cọc có kích thước 70 cm. Mũi cọc cắm vào lớp đất cát trung và ít sỏi .Chiều dài cọc chọn 27m Diện tích ngang của cọc: F = pxd2/4= 3,14x0,72/4= 0,385 m2 Đáy đài đặt tại cốt –2m Trong đó: + Đoạn chôn vào đài 15cm, thép neo vào đài là 35f Cọc được đổ bằng bê tông mác 300 có Rb = 130 kG/cm2. Chọn cốt thép trong cọc là 11ø F14, thép CII có Ra = 2600 kG/cm2. 7.3 XÁC ĐỊNG SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC: Theo điều kiện vật liệu: Pv = j (m1m2Rb Fb + Ra Fa ) Với: j =1: Hệ số uốn dọc của cọc, m1 : Hệ số điều kiện làm việc khi đổ bêtông qua ống chuyển dịch thẳng đứng, m1=0.85; m2 : Hệ số đổ bêtông trong bentonite, m2 =0.70; Cọc dùng bê tông mác 300 có: Rn = =66.66 kG/cm2 > 60 kG/cm2 lấy Rn = 600 T/m2 Diện tích tiết diện ngang của bê tông: Fb = 0.196 m2 Ra = 2600 kG/cm2 = 26000 T/m2 Fa = 0.001693m2: Diện tích tiết diện ngang của 11f14 Vậy khả năng chịu lực của cọc theo vật liệu: Pv = 1.0 ´ (0.85 ´ 0.7 ´ 600 ´ 0.385+ 26000 ´ 16.93 ´ 10-4) = 397.45 T 2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: : Sức chịu tải cho phép của cọc cho đất nền Trong đó: ktc : Hệ số độ tin cậy lấy bằng 1,4 dựa trên quy phạm Qa : Sức chịu tải của đất nền Qtc = m*( mR * qp* Ap+ U* å mf * fi * hi) m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1.0 mR,mf : Hệ số làm việc của cát trung ở mũi cọc và ở mặt xung quanh có kể đến phương pháp hạ cọc ( tra bảng 6.5– Sách nền và móng các công trình dân dụng và công nghiệp ) Hệ số  : mR=1.0 hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc nhồi mf =0,6 hệ số điều kiện làm việc của đất ở thân cọc (phụ thuộc phương pháp tạo lổ khoan, loại cọc) Ap : Diện tích tiết diện ngang chân cọc: Fc = F = 0.385 m2 U : Chu vi tiết diện ngang cọc, u = p´ 0,7= 2.198 m li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc fi : Cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc lấy theo bảng A2 (TCXD 205-1998) Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc: qp = 0,75b(gIdpA0k + agtbLB0k) Với: b, Ako,a,Bko: hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng A6 (TCXD 205-1998) phụ thuộc vào góc ma sát trong của lớp đất dưới mũi cọc. gI(KN/m3) : giá trị của trọng lượng thể tích đất ở dưới mũi cọc gtb (KN/m3) : giá trị trung bình của trọng lượng thể tích đất từ mũi cọc trở lên d: đường kính cọc nhồi D = 0,7m L: chiều dài cọc trong đất jI L(m) d(m) A0k B0k L/d a b 28.07 27 0.7 20.85 34.65 43.33 0.565 0.28 Lớp đất 1 2 3 4 hi (m) 2 13 3.5 14 gi (T/m3) 0.857 0.515 0.984 0.993 higi (T/ m2) 1.714 6.695 3.444 13.902 Trọng lượng thể tích đất trung bình ở trên mũi cọc gtb 0.792 gtb = = 0.675 T/m3 -Trọng lượng thể tích đất ở dưới mũi cọc (có kể đẩy nổi) gI = 0.993 T/m3 => qp= 0.75x0.28x(0.993x0.7x20.85 + 0.565x0.792x27x34.65) = 90.96 (T/ m2) Tính toán lực do masát bên gây ra: Để tính fsi ta chia đất thành từng lớp với chiều dày li như hình vẽ: Xác định li , fi bằng cách chia các lớp đất ra thành các phân tố đồng chất , có chiều dày 2.0 m , như hình vẽ : STT B Z hi fi hi*fi 1 1.6 3m 2 0 0 2 1.6 5m 2 0 0 3 1.6 7m 2 0 0 4 1.6 9m 2 0 0 5 1.6 11m 2 0 0 6 1.6 13m 2 0 0 7 1.6 14,5m 1 0 0 8 0.36 16m 2 4.664 9.328 9 0.36 17,75m 1.5 6.221 9.332 10 0.3 19.5m 2 7.83 15.66 11 0.3 21.5m 2 8.11 16.22 12 0.3 23.5m 2 8.39 16.78 13 0.3 25.5m 2 8.67 17.34 14 0.3 27.5m 2 8.95 17.9  15 0.3 28.75m 0.5 9.13 4.563 107.123 Vậy sức chịu tải của đất nền là : Qtc = m*( mR * qp* Ap+ U* å mf * fi * hi) = 1.0*(1.0*90.96*0.385 + 2.198* 0.7*107.123) = 199.84(T) Sức chịu tải cho phép của cọc theo tính chất cơ lý của đất nền : 7.4 TÍNH MÓNG: Từ giá trị nội lực chân cột và sức chịu tải của cọc vừa tính toán ở trên, ta phân ra ba loại móng để tính toán: Loại móng M1 M2 M3 Ntt (T) 91.27 141.67 165.81 Mtt (Tm) 4.99 10.92 13.13 Qtt (T) 2.06 3.85 4.48 7.4.1 MÓNG 1 Nội lực Tải Tính toán Tải Tiêu chuẩn N(t) 91,27 79,37 Q(t) 4,99 4,34 M(t.m) 2,06 1,79 Xác định sơ bộ kích thước đài cọc: Aùp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra: Ptt = = = 32.36 T/m2 Aùp lực nén lên bệ: Pttc = Ptt - ghđ1,1 = 32.36 - 2´2 ´ 1.1 = 27.96 (T/m2) Với : hđ:chiều sâu chôn đài g: trọng lượng riêng trung bình Diện tích sơ bộ đế đài: Fđ = = = 3.26 m2 Trọng lượng của đài và đất trên đài: Nđtt = nFđhđg = 1.1 ´ 3.26´ 2 ´ 2 = 14.36 (T) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = Ntt0 + Nttđ = 91.27 + 14.36 = 105.63(T) Số lượng cọc sơ bộ: nc ³ m = 1,2 = 0.89 cọc Chọn nc = 1 cọc c. Cấu tạo đài cọc: Diện tích đế đài thực tế để tính : F’đ = 1.4´ 1.4= 1.96 m2 Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài: Nttđ = nF’đhg = 1,1 ´ 1.98 ´ 2´ 2 = 8.624 T Lực dọc tính toán xác định đến cốt đáy đài: Ntt = Ntt0 +Nttđ = 91.27 + 8.624 = 99.894 T Sức chịu tải của cọc lúc này: P = = = 139.85(T)< 142.7 (T) điều kiện chịu tải thoả Moment tính toán xác định tương ứng với trọng tâm tiết diện các cọc tại đế đài: Mtt = Mtt0 + Qtt0´h = 2,06 + 4,99 ´ 1 = 7,05 Tm Lực truyền xuống cọc: = ÞPmax = 99.894 T Ở đây Pttmax = 99.894 T < Qa = 142.7 T thỏa mãn điều kiện cọc truyền xuống cọc Pmin = 99.894 T > 0 không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điều kiện biến dạng: Xác định kích thước khối móng qui ước: Xét các lớp đất mà cọc xuyên qua: Lớp đất Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Góc ma sát trong jtt 4048 15010 28007 Chiều dày lớp đất h(m) 13 3.5 10.5 Góc ma sát trong trung bình: jtb = = = 15012 ÞY = = 3048 Chiều dài của đáy móng khối quy ước: Lm = a + 2Lc ´ tgµ = 0.7 + 2 ´ 27 ´ tg3048 = 4.287 m Bề rộng của khối móng quy ước: Bm = b + 2Lc ´ tgµ = 0.7 + 2 ´ 27 ´ tg3048 = 4.287 m Với: a,b là khoảng cách giữa hai mép ngoài của cọc theo phương a,b Lc chiều dài của cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc ÞFm = Bm ´ Lm = 4.287 ´ 4.287= 18.36 m2 Chiều cao khối móng quy ước Hm = 29 m Xác định trọng lượng của khối móng quy ước: + Trong phạm vi từ đế đài trở lên xác định theo công thức: Wtcqu 1 = Fmgtbhm = 18.36 ´ 2 ´ 2 = 73.44 T Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc 0.7 ´ 0.7m dài 27 m 0.7 ´ 0.7 ´ 27 ´ 2.5 = 33.075T + Trọng lượng bùn sét từ đế đài đến hết lớp đất thứ hai (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): Wtcqu 2 = (18.36 ´ 13 – 13 ´ 0.7 ´ 0.7 ) ´ 0.515 Wtcqu 2 = 119.64 T Trọng lượng 1 cọc trong phạm vi lớp bùn sét ´ 13 = 15.93T + Trọng lượng khối móng quy ước trong phạm vi lớp đất á sét (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): Wtcqu 3 = (18.36 ´ 3.5 –3.5 ´ 0.7´ 0.7 ) ´ 0.984 Wtcqu 3 = 61.54 T Trọng lượng cọc trong phạm vi lớp đất sét: ´ 3.5 = 4.29 T + Trọng lượng khối móng quy ước trong phạm vi lớp đất cát trung (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): Wtcqu 4 = ( 18.36 ´ 10.5– 10.5 ´ 0.7 ´ 0.7 ) ´ 0.993 Wtcqu 4 = 187.64 T Trọng lượng 1 cọc trong phạm vi lớp cát pha sét: ´ 10.5 = 12.86 T Trọng lượng khối móng quy ước: Wtcqu= 73.44+119.64+15.93+61.54+4.29+187.64+12.86 = 475.34 T Moment tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy móng khối quy ước: Mtc = Mtc0 + Qtc ´ 28 = 4.34 + 1.79 ´ 28 = 54.46 Tm Độ lệch tâm: e = = 0,115 m Aùp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: = Þstcmax = 35.04 T/m2 Þstcmin = 29.4 T/m2 Þstctb = 32.22 T/m2 Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước: Rtcm = Trong đó: m1.m2 = 1,4 ´ 1,26 (m2 nội suy khi = 1.97) Ktc =1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. jII = 28007 tra bảng 2-1 trang 64 sách “Nền Và Móng Các Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp” của tác giả “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”. Þ( nội suy) gII = gđn = 0.993T/m2 g’II = = = 0.768T/m2 Rtc==234.48 T/m2 1,2Rtc = 1,2 ´ 234.48 = 281.38 T/m2 Thỏa mãn điều kiện: stcmax < 1,2Rtc stcmin < Rtc Kết luận: nền đất dưới khối móng qui ước ổn định e. Tính lún: Ứng suất do trọng lượng bản thân : + Tại đáy lớp sét dẻo mềm: sbtz=2m = 2* 0.857 = 1.714(T/m2) + Tại đáy lớp bùn sét: sbtz=15m = 1.714 + 13* 0.515 = 8.41 (T/m2) + Tại đáy lớp á sét: sbtz=18,5m = 8.41 + 3.5*0.984 = 11.85 (T/m2) + Tại mũi cọc: sbtz=29m = 11.85 + 10.5* 0.993 = 22.28 (T/m2) + Ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước: sglz=0 = stctb - sbtz=20.5m= 32.22 – 22.28 = 9.94 (T/m2) Chia nền đất dưới khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng Bm/5= 0.857m. Điểm Z(m) Lm/Bm 2Z/Bm k0 sglZi T/m2 sgZ T/m2 sbttbZ T/m2 0 0 1 0 1 9.94 22.28 9.74 1 0.857 1 0.4 0.96 9.54 23.131 8.745 2 1.714 1 0.8 0.8 7.95 23.982 6.985 3 2.571 1 1.2 0.606 6.02 24.833 5.24 4 3.428 1 1.6 0.449 4.46 25.684 3.9 5 4.285 1 2 0.336 3.34 26.535 2.945 6 5.142 1 2.4 0.257 2.55 27.386 Nhận xét: Tại độ sâu Z =3.428 m Ta có sglZ = 4.46 T/m2 < 0.2sbtZ = 0.2 ´ 25.684 = 5.14 T/m2 Nên giới hạn nền lấy tại điểm 4 Độ lún của nền: Độ lún tại tâm móng được tính theo công thức: S = = (9.94+9.54+ 7.95+ 6.02 + 4.46) x0.857 = 0.027 (m) = 2.7(cm) <{S} = 8 (cm) f.Kiểm tra xuyên thủng đài cọc: Tháp chọc thủng như hình vẽ sau Vậy tháp chọc thủng bao phủ lên các đầu cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng của đài Kết luận: điều kiện xuyên thủng của cột vào đài thỏa g.Kiểm tra chuyển vị ngang đầu cọc : - Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. - Mômen quán tính tiết diện ngang của cọc : J = = ´ 3.14´ 0.74 = 0.0118m4 - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : E.J = 2.9x106´ 0.0118 = 3.42x104 (T/ m2) - Chiều rộng quy ước btt : Theo TCXD 205-1998 d < 0.8m Þ btt = 1.5d+0.5 = 1.5x0.7+0.5 = 1.55 m - Hệ số tỷ lệ k trong công thức: Cz = k.z - Chiều dài ảnh hưởng cọc: lah =2(D+1)=2x(0.7+1) = 3.4m => cọc nằm trong lớp đất lớp số 2. Tra bảng k1= 50 T/m4 (do B= 1.6 nên ta coi như B=1) - Biểu đồ biểu thị độ ảnh hưởng của các lớp đất trong phạm vi làm việc đến chiều dài của các lớp đất - Hệ số biến dạng m - Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất : Le = abd.L = 0.296 ´ 27 = 7.99 m - Các chuyển vị dHH, dHM, dMH, dMM của cọc ở cao trình đáy đài do các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài . dHH : chuyển vị ngang của tiết diện (m/T) bởi Ho = 1 gây ra dHM : chuyển vị ngang của tiết diện (1/T) bởi Mo = 1 gây ra dMH : góc xoay của tiết diện (1/T) bởi Ho = 1 gây ra dMM : góc xoay của tiết diện (1/Tm) bởi Mo = 1 gây ra Le = 7.99 m > 4m, cọc tựa lên đất Þ Ao = 2.441;Bo = 1.621;Co = 1.751 = 2.752*10(m/T) = 5.41*10-4 (1/T) = 1.73*10-4 (1/Tm) - Lực cắt của cọc tại cao trình đáy đài: Qtt = 2.06 T (1 cọc) suy ra Hf = 2.06 T - Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào đài dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có xuất hiện momen gọi là momen ngàm Mf == (L0=0) - Chuyển vị ngang yo(m) tại cao trình đáy đài: yo = Hf.dHH + Mf.dHM = 2.06´ 2.752´10-3 -6.442´5.41´10-4= 2.184´10-3 m - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang Hf: = y0 =2.184´10-3m=0.218cm(L0=0, =0) Dn < [Sgh] = 1cm thỏa yêu cầu tính toán - Mômen uốn Mz lực cắt Qz, áp lực ngang trong các tiết diện của cọc : Mz = abd2EJyoA3 - abdEJyoB3 + MfC3 + D3 +Với:; ; ; ; 6.96; 2.06 => => - Bảng giá trị các hệâ số tính toán cho biểu đồ Mz (Tm) EJ K abd yo yo Mf Hf 3.42E+04 50 0.296 529E-05 0 -15.6 4.99 Mômen uốn Mz (Tm) Z- Z A3 B3 C3 D3 Mz 0 0 0 0 1 0 -6.442 0.2 0.676 -0.001 0 1 0.2 -5.057 0.4 1.351 -0.011 -0.002 1 0.4 -3.73 0.6 2.027 -0.036 -0.011 0.998 0.6 -2.489 0.8 2.703 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -1.386 1 3.378 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.456 1.2 4.054 -0.287 -0.173 0.938 1.183 0.313 1.4 4.73 -0.455 -0.319 0.866 1.358 0.895 1.6 5.405 -0.676 -0.543 0.739 1.507 1.304 1.8 6.081 -0.956 -0.867 0.53 1.612 1.549 2 6.757 -1.295 -1.314 0.207 1.646 1.648 2.2 7.432 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 1.629 2.4 8.108 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 1.461 2.6 8.784 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 1.322 2.8 9.459 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 1.087 3 10.135 -3.541 -6 -4.688 -0.891 0.826 3.2 10.811 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 0.569 3.4 11.486 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 0.326 3.6 12.162 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 0.132 3.8 12.838 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 -0.008 4 13.514 -1.614 -11.73 -17.92 -15.08 -0.057 6.9.1.1. Kiểm tra lại cốt thép đã chọn 6.442 Tm Diện tích cốt thép 0.00125m2 < 0.001693m2 thép ban đầu chọn là hợp lý Kiểm tra : m2 = 15.4 cm2 Chọn 1114 với a = 200 mm, cm2 > cm2 Tại vị trí Z=12.383m thì Mz = 0 do đó vị trí cắt thép ta chọn như sau: Z= 12.4+3 = 15.4 m so sánh với vị trí cắt thép là Z= 2/3´27= 18m,nên ta chọn vị trí cắt thép tại độ sâu Z= 18m f.Tính toán thép đài cọc: MÓNG M1 Móng M1 có kích thước a x b = 1.4 x1.4 (m2) , chiều cao đài hđ = 1.0 (m) Thép đài chọn cấu tạo theo hai phương là : Chọn f12a200 ; Fa= 5.66 cm2 7.4.2TÍNH MÓNG M2 Nội lực Tải Tính toán Tải Tiêu chuẩn N(t) 141.67 123.19 Q(t) 3.85 3.35 M(tm) 10.92 9.5 Xác định sơ bộ kích thước đài cọc: Aùp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra: Ptt = = = 32.36 T/m2 Aùp lực nén lên bệ: Pttc = Ptt - ghđ1,1 = 32.36 - 2´2´ 1.1 = 27.96 (T/m2) Với : hđ:chiều sâu chôn đài g: trọng lượng riêng trung bình Diện tích sơ bộ đế đài: Fđ = = = 5.07 m2 Trọng lượng của đài và đất trên đài: Nđtt = nFđhđg = 1.1 ´ 5.07 ´ 2 ´ 2 = 22.3 (T) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = Ntt0 + Nttđ = 141.67 + 22.3 = 163.96 (T) Số lượng cọc sơ bộ: nc ³ m = 1.2 = 1.4cọc Chọn nc = 2 cọc c. cấu tạo đài cọc: Kích thước đài cọc là a ´ b: -Diện tích đế đài thực tế: F’đ = 3.5 ´ 1.4 = 4.9 m2 Trọng lượng tính toán của đài và đất đài: Nttđ = nF’đhg = 1.1 ´ 4.9 ´ 2 ´ 2 = 21.56 T Lực dọc tính toán xác định đến cốt đáy đài: Ntt = Ntt0 +Nttđ = 146.71 + 21.56 = 168.27 T Sức chịu tải của cọc lúc này: P = = = 117.79< 142.7 (T) điều kiện chịu tải thoả Moment tính toán xác định tương ứng với trọng tâm tiết diện các cọc tại đế đài: Mtt = Mtc0 + Qtt0´h = 10.92 + 3.85 ´ 1= 14.77 Tm Lực truyền xuống các cọc dãy biên: = ÞPmax = 87.65 T ÞPmin = 84.14 T Ở đây Pttmax= 87.65 T < Q= 142.7 T thỏa mãn điều kiện cọc truyền xuống cọc dãy biên. Pmin = 84.14 T > 0 không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. d. kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điều kiện biến dạng: Xác định kích thước khối móng qui ước: Xét các lớp đất mà cọc xuyên qua: Lớp đất Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Góc ma sát trong jtt 4048 15010 28007 Chiều dày lớp đất h(m) 13 3.5 10.5 Góc ma sát trong trung bình: jtb = = = 15012 ÞY = = 3048 Chiều dài của đáy móng khối quy ước: Lm = a + 2Lc ´ tgµ = 2.8 + 2 ´ 27 ´ tg3048 = 6.387 m Bề rộng của khối móng quy ước: Bm = b + 2Lc ´ tgµ = 0.7 + 2 ´ 27 ´ tg3048 = 4.287 m Với: a,b là khoảng cách giữa hai mép ngoài của cọc theo phương a,b Lc chiều dài của cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc ÞFm = Bm ´ Lm = 6.387 ´ 4.287= 27.38 m2 Chiều cao khối móng quy ước Hm = 29 m Xác định trọng lượng của khối móng quy ước: + Trong phạm vi từ đế đài trở lên xác định theo công thức: Wtcqu 1 = Fmgtbhm = 27.38´ 2 ´ 2 = 109.52 T Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc 0.7 ´ 0.7m dài 27 m 0.7 ´ 0.7 ´ 27 ´ 2.5 = 33.075T + Trọng lượng bùn sét từ đế đài đến hết lớp đất thứ hai (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): Wtcqu 2 = (27.38 ´ 13 – 13 ´ 0.7 ´ 0.7 ´2) ´ 0.515 Wtcqu 2 = 176.75 T Trọng lượng 2 cọc trong phạm vi lớp bùn sét ´ 13´2 = 31.86T + Trọng lượng khối móng quy ước trong phạm vi lớp đất á sét (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): Wtcqu 3 = (27.38 ´ 3.5 –3.5 ´ 0.7´ 0.7´2 ) ´ 0.984 Wtcqu 3 = 90.92 T Trọng lượng 2 cọc trong phạm vi lớp đất sét: ´ 3.5´2 = 8.58 T + Trọng lượng khối móng quy ước trong phạm vi lớp đất cát trung (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): Wtcqu 4 = ( 27.38 ´ 10.5– 10.5 ´ 0.7 ´ 0.7´2 ) ´ 0.993 Wtcqu 4 = 275.26 T Trọng lượng 2 cọc trong phạm vi lớp cát pha sét: ´ 10.5´2 = 25.72 T Trọng lượng khối móng quy ước: Wtcqu= 109.52+176.75+31.86+90.92+8.58+275.26+25.72 = 718.61 T Moment tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy móng khối quy ước: Mtc = Mtc0 + Qtc ´ 28.2 = 4.34 + 1.79 ´ 28.2 = 54.82 Tm Độ lệch tâm: e = = 0,076 m Aùp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: Þstcmax = 32.94 T/m2 Þstcmin = 30.59 T/m2 Þstctb = 31.765 T/m2 Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước: Rtcm = Trong đó: m1.m2 = 1,4 ´ 1,26 (m2 nội suy khi = 1.97) Ktc =1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. jII = 28007 tra bảng 2-1 trang 64 sách “Nền Và Móng Các Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp” của tác giả “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”. Þ( nội suy) gII = gđn = 0.993T/m2 g’II = = = 0.768T/m2 Rtc= =234.48 T/m2 1,2Rtc = 1,2 ´ 234.48 = 281.38 T/m2 Thỏa mãn điều kiện: stcmax < 1,2Rtc stcmin < Rtc Kết luận: nền đất dưới khối móng qui ước ổn định e. Tính lún: Ứng suất do trọng lượng bản thân : + Tại đáy lớp sét dẻo mềm: sbtz=2m = 2* 0.857 = 1.714(T/m2) + Tại đáy lớp bùn sét: sbtz=15m = 1.714 + 13* 0.515 = 8.41 (T/m2) + Tại đáy lớp á sét: sbtz=18,5m = 8.41 + 3.5*0.984 = 11.85 (T/m2) + Tại mũi cọc: sbtz=29m = 11.85 + 10.5* 0.993 = 22.28 (T/m2) + Ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước: sglz=0 = stctb - sbtz=20.5m= 31.765 – 22.28 = 9.485(T/m2) Chia nền đất dưới khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng Bm/5= 0.857m. Điểm Z(m) Lm/Bm 2Z/Bm k0 sglZi T/m2 sgZ T/m2 sbttbZ T/m2 0 0 1 0 1 9.485 22.28 9.298 1 0.857 1 0.4 0.96 9.11 23.131 8.35 2 1.714 1 0.8 0.8 7.59 23.982 6.67 3 2.571 1 1.2 0.606 5.75 24.833 5.005 4 3.428 1 1.6 0.449 4.26 25.684 3.725 5 4.285 1 2 0.336 3.19 26.535 2.815 6 5.142 1 2.4 0.257 2.44 27.386 Nhận xét: Tại độ sâu Z =3.428 m Ta có sglZ = 4.26 T/m2 < 0.2sbtZ = 0.2 ´ 25.684 = 5.14 T/m2 Nên giới hạn nền lấy tại điểm 4 Độ lún của nền: Độ lún tại tâm móng được tính theo công thức: S = = (9.485+9.11+ 7.59+ 5.75 + 4.26) x0.857 = 0.026(m) = 2.6(cm) <{S} = 8 (cm) f.Kiểm tra xuyên thủng đài cọc: Tháp chọc thủng như hình vẽ sau Vậy tháp chọc thủng bao phủ lên các đầu cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng của đài Kết luận: điều kiện xuyên thủng của cột vào đài thỏa g.Kiểm tra chuyển vị ngang đầu cọc : - Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. - Mômen quán tính tiết diện ngang của cọc : J = = ´ 3.14´ 0.74 = 0.0118m4 - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : E.J = 2.9x106´ 0.0118 = 3.42x104 (T/ m2) - Chiều rộng quy ước btt : Theo TCXD 205-1998 d < 0.8m Þ btt = 1.5d+0.5 = 1.5x0.7+0.5 = 1.55 m - Hệ số tỷ lệ k trong công thức: Cz = k.z - Chiều dài ảnh hưởng cọc: lah =2(D+1)=2x(0.7+1) = 3.4m => cọc nằm trong lớp đất lớp số 2. Tra bảng k1= 50 T/m4 (do B= 1.6 nên ta coi như B=1) - Biểu đồ biểu thị độ ảnh hưởng của các lớp đất trong phạm vi làm việc đến chiều dài của các lớp đất - Hệ số biến dạng m - Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất : Le = abd.L = 0.296 ´ 27 = 7.99 m - Các chuyển vị dHH, dHM, dMH, dMM của cọc ở cao trình đáy đài do các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài . dHH : chuyển vị ngang của tiết diện (m/T) bởi Ho = 1 gây ra dHM : chuyển vị ngang của tiết diện (1/T) bởi Mo = 1 gây ra dMH : góc xoay của tiết diện (1/T) bởi Ho = 1 gây ra dMM : góc xoay của tiết diện (1/Tm) bởi Mo = 1 gây ra Le = 7.99 m > 4m, cọc tựa lên đất Þ Ao = 2.441;Bo = 1.621;Co = 1.751 = 2.752*10(m/T) = 5.41*10-4 (1/T) = 1.73*10-4 (1/Tm) - Lực cắt của cọc tại cao trình đáy đài: Qtt = 3.85T (2 cọc) suy ra Hf = 3.85/2 = 1.925 T - Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào đài dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có xuất hiện momen gọi là momen ngàm Mf == (L0=0) - Chuyển vị ngang yo(m) tại cao trình đáy đài: yo = Hf.dHH + Mf.dHM = 1.926´ 2.752´10-3 -6.02´5.41´10-4= 2.04´10-3 m - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang Hf: = y0 =2.04´10-3m=0.204cm(L0=0, =0) Dn =0.204cm < [Sgh] = 1cm thỏa yêu cầu tính toán - Mômen uốn Mz Mz = abd2EJyoA3 - abdEJyoB3 + MfC3 + D3 +Với:; ,; ; 6.5; => - Bảng giá trị các hệâ số tính toán cho biểu đồ Mz (Tm) EJ K abd yo yo Mf Hf 3.42E+04 50 0.296 529E-05 0 -6.02 1.925 Mômen uốn Mz (Tm) Z- Z A3 B3 C3 D3 Mz 0 0 0 0 1 0 -6.02 0.2 0.676 -0.001 0 1 0.2 -4.726 0.4 1.351 -0.011 -0.002 1 0.4 -3.487 0.6 2.027 -0.036 -0.011 0.998 0.6 -2.328 0.8 2.703 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -1.298 1 3.378 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.429 1.2 4.054 -0.287 -0.173 0.938 1.183 0.288 1.4 4.73 -0.455 -0.319 0.866 1.358 0.832 1.6 5.405 -0.676 -0.543 0.739 1.507 1.214 1.8 6.081 -0.956 -0.867 0.53 1.612 1.443 2 6.757 -1.295 -1.314 0.207 1.646 1.537 2.2 7.432 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 1.52 2.4 8.108 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 1.365 2.6 8.784 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 1.238 2.8 9.459 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 1.022 3 10.135 -3.541 -6 -4.688 -0.891 0.784 3.2 10.811 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 0.551 3.4 11.486 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 0.332 3.6 12.162 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 0.162 3.8 12.838 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 0.044 4 13.514 -1.614 -11.73 -17.92 -15.08 0.012 6.9.1.1. Kiểm tra lại cốt thép đã chọn 6.02 Tm Diện tích cốt thép 0.00117m2 < 0.001693m2 thép ban đầu chọn là hợp lý Kiểm tra : m2 = 15.4 cm2 Chọn 1114 với a = 200 mm, cm2 > cm2 Tại vị trí Z=13.5m thì Mz = 0 do đó vị trí cắt thép ta chọn như sau: Z= 13.5+3 = 16.5 m so sánh với vị trí cắt thép là Z= 2/3´27= 18m,nên ta chọn vị trí cắt thép tại độ sâu Z= 18m g.Tính toán thép đài cọc: MÓNG M2 Móng M2 có kích thước a x b = 3.5x1.4 (m2) , chiều cao đài hđ = 1.2 (m) Theo kết quả tính toán ở trên ta có: Pmax = 87.65 T Pmin = 84.14 T Ptb = 85.895 T Đài móng có kích thước 3.5´1.4m nên ta tính toán thép cho đài 1 phương. Ta xem đài cọc như một thanh ngàm tại mép cột và lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. Giá trị moment theo phương Y (mặt cắt I- I ) xác định như sau: MI-I = r ´ Pmax = 0.85 ´ 87.65 = 74.5 Tm Với: r là khoảng cách từ trục cọc thứ i (có phản lực là Pi) đến mép cột là 0085m cho cọc biên. Tính toán diện tích cốt thép cho đài cọc: A = = = 0,021 g = = 0,989 Fa = = = 27.59 cm2 Chọn11 f18 a = 130cm ; Fa= 27.99 cm2 Thép theo phương X (mặt cắt II- II ) xác định theo cấu tạo : Chọn f12 a = 200cm ; Fa= 5.66 cm2 7.4.3TÍNH MÓNG M3: Nội lực Tải Tính toán Tải Tiêu chuẩn N(t) 165.67 144.1 Q(t) 4.48 3.9 M(t.m) 13.13 11.42 a.Xác định sơ bộ kích thước đài cọc: Aùp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra: Ptt = = = 32.36 T/m2 Aùp lực nén lên bệ: Pttc = Ptt - ghđ1,1 = 32.36 - 2´ 2 ´ 1,1 = 27.96 (T/m2) Với : hđ:chiều sâu chôn đài g: trọng lượng riêng trung bình Diện tích sơ bộ đế đài: Fđ = = = 5.93 m2 Trọng lượng của đài và đất trên đài: Nđtt = nFđhđg = 1,1 ´ 5.93 ´ 2 ´ 2 = 26.07 (T) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = Ntt0 + Nttđ = 165.67 + 26.07 = 191.74 (T) b.Số lượng cọc sơ bộ: nc ³ m = 1,2 = 1.6 cọc Chọn nc = 2 cọc c. Cấu tạo đài cọc: - Diện tích đế đài thực tế: F’đ = 3.5 ´ 1.4 = 4.9 m2 Trọng lượng thực tê' của đài và đất đài: Nttđ = n.F’đ.h.g= 1.1 ´ 4.9´ 2 ´ 2 = 21.56 T Lực dọc tính toán xác định đến cốt đáy đài: Ntt = Ntt0 +Nttđ = 165.67 + 21.56 = 187.23 T Sức chịu tải của cọc lúc này: P = = = 131.06 T< 142.7 T điều kiện chịu tải thỏa Moment tính toán xác định tương ứng với trọng tâm tiết diện các cọc tại đế đài: Mtt = Mtt0 + Qtt0 ´ h = 13.13 + 4.48 ´ 1.2 = 18.51 Tm Lực truyền xuống các cọc dãy biên: = Pmax = 98.02 T Pmin = 93.62 T Ở đây Pttmax = 98.02 T < Qa = 142.7 T thỏa mãn điều kiện cọc truyền xuống cọc dãy biên. Pmin = 93.62 T > 0 không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. d, kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điều kiện biến dạng: Xác định kích thước khối móng qui ước: Xét các lớp đất mà cọc xuyên qua: Lớp đất Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Góc ma sát trong jtt 4048 15010 28007 Chiều dày lớp đất h(m) 13 3.5 10.5 Góc ma sát trong trung bình: jtb = = = 15012 ÞY = = 3048 Chiều dài của đáy móng khối quy ước: Lm = a + 2Lc ´ tgµ = 2.8 + 2 ´ 27 ´ tg3048 = 6.387 m Bề rộng của khối móng quy ước: Bm = b + 2Lc ´ tgµ = 0.7 + 2 ´ 27 ´ tg3048 = 4.287 m Với: a,b là khoảng cách giữa hai mép ngoài của cọc theo phương a,b Lc chiều dài của cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc ÞFm = Bm ´ Lm = 6.387 ´ 4.287= 27.38 m2 Chiều cao khối móng quy ước Hm = 29 m Xác định trọng lượng của khối móng quy ước: + Trong phạm vi từ đế đài trở lên xác định theo công thức: Wtcqu 1 = Fmgtbhm = 27.38´ 2 ´ 2 = 109.52 T Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc 0.7 ´ 0.7m dài 27 m 0.7 ´ 0.7 ´ 27 ´ 2.5 = 33.075T + Trọng lượng bùn sét từ đế đài đến hết lớp đất thứ hai (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): Wtcqu 2 = (27.38 ´ 13 – 13 ´ 0.7 ´ 0.7 ´2) ´ 0.515 Wtcqu 2 = 176.75 T Trọng lượng 2 cọc trong phạm vi lớp bùn sét ´ 13´2 = 31.86T + Trọng lượng khối móng quy ước trong phạm vi lớp đất á sét (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): Wtcqu 3 = (27.38 ´ 3.5 –3.5 ´ 0.7´ 0.7´2 ) ´ 0.984 Wtcqu 3 = 90.92 T Trọng lượng 2 cọc trong phạm vi lớp đất sét: ´ 3.5´2 = 8.58 T + Trọng lượng khối móng quy ước trong phạm vi lớp đất cát trung (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): Wtcqu 4 = ( 27.38 ´ 10.5– 10.5 ´ 0.7 ´ 0.7´2 ) ´ 0.993 Wtcqu 4 = 275.26 T Trọng lượng 2 cọc trong phạm vi lớp cát pha sét: ´ 10.5´2 = 25.72 T Trọng lượng khối móng quy ước: Wtcqu= 109.52+176.75+31.86+90.92+8.58+275.26+25.72 = 718.61 T Moment tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy móng khối quy ước: Mtc = Mtc0 + Qtc ´ 28.2 = 11.42 + 3.9 ´ 28.2 = 121.4 Tm Độ lệch tâm: e = = 0,169 m Aùp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: = stcmax = 36.49T/m2 stcmin = 30.7/m2 stctb = 33.6 T/m2 Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước: Rtcm = Trong đó: m1.m2 = 1,4 ´ 1,26 (m2 nội suy khi = 1.97) Ktc =1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. jII = 28007 tra bảng 2-1 trang 64 sách “Nền Và Móng Các Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp” của tác giả “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”. Þ( nội suy) gII = gđn = 0.993T/m2 g’II = = = 0.768T/m2 Rtc= =234.48 T/m2 1,2Rtc = 1,2 ´ 234.48 = 281.38 T/m2 Thỏa mãn điều kiện: stcmax < 1,2Rtc stcmin < Rtc Kết luận: nền đất dưới khối móng qui ước ổn định e. Tính lún: Ứng suất do trọng lượng bản thân : + Tại đáy lớp sét dẻo mềm: sbtz=2m = 2* 0.857 = 1.714(T/m2) + Tại đáy lớp bùn sét: sbtz=15m = 1.714 + 13* 0.515 = 8.41 (T/m2) + Tại đáy lớp á sét: sbtz=18,5m = 8.41 + 3.5*0.984 = 11.85 (T/m2) + Tại mũi cọc: sbtz=29m = 11.85 + 10.5* 0.993 = 22.28 (T/m2) + Ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước: sglz=0 = stctb - sbtz=20.5m= 33.6 – 22.28 = 11.32(T/m2) Chia nền đất dưới khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng Bm/5= 0.857m. Điểm Z(m) Lm/Bm 2Z/Bm k0 sglZi T/m2 sgZ T/m2 sbttbZ T/m2 0 0 1 0 1 11.32 22.28 11.095 1 0.857 1 0.4 0.96 10.87 23.131 9.965 2 1.714 1 0.8 0.8 9.06 23.982 7.96 3 2.571 1 1.2 0.606 6.86 24.833 5.97 4 3.428 1 1.6 0.449 5.08 25.684 4.44 5 4.285 1 2 0.336 3.8 26.535 3.355 6 5.142 1 2.4 0.257 2.91 27.386 Nhận xét: Tại độ sâu Z =3.428 m Ta có sglZ = 5.08 T/m2 < 0.2sbtZ = 0.2 ´ 25.684 = 5.14 T/m2 Nên giới hạn nền lấy tại điểm 4 Độ lún của nền: Độ lún tại tâm móng được tính theo công thức: S = = (11.32+10.87+ 9.06+ 6.86 + 5.08) x0.857 = 0.031(m) = 3.1(cm) <{S} = 8 (cm) f.Kiểm tra xuyên thủng đài cọc: Tháp chọc thủng như hình vẽ sau Vậy tháp chọc thủng bao phủ lên các đầu cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng của đài Kết luận: điều kiện xuyên thủng của cột vào đài thỏa g.Kiểm tra chuyển vị ngang đầu cọc : - Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. - Mômen quán tính tiết diện ngang của cọc : J = = ´ 3.14´ 0.74 = 0.0118m4 - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : E.J = 2.9x106´ 0.0118 = 3.42x104 (T/ m2) - Chiều rộng quy ước btt : Theo TCXD 205-1998 d < 0.8m Þ btt = 1.5d+0.5 = 1.5x0.7+0.5 = 1.55 m - Hệ số tỷ lệ k trong công thức: Cz = k.z - Chiều dài ảnh hưởng cọc: lah =2(D+1)=2x(0.7+1) = 3.4m => cọc nằm trong lớp đất lớp số 2. Tra bảng k1= 50 T/m4 (do B= 1.6 nên ta coi như B=1) - Biểu đồ biểu thị độ ảnh hưởng của các lớp đất trong phạm vi làm việc đến chiều dài của các lớp đất - Hệ số biến dạng m - Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất : Le = abd.L = 0.296 ´ 27 = 7.99 m - Các chuyển vị dHH, dHM, dMH, dMM của cọc ở cao trình đáy đài do các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài . dHH : chuyển vị ngang của tiết diện (m/T) bởi Ho = 1 gây ra dHM : chuyển vị ngang của tiết diện (1/T) bởi Mo = 1 gây ra dMH : góc xoay của tiết diện (1/T) bởi Ho = 1 gây ra dMM : góc xoay của tiết diện (1/Tm) bởi Mo = 1 gây ra Le = 7.99 m > 4m, cọc tựa lên đất Þ Ao = 2.441;Bo = 1.621;Co = 1.751 = 2.752*10(m/T) = 5.41*10-4 (1/T) = 1.73*10-4 (1/Tm) - Lực cắt của cọc tại cao trình đáy đài: Qtt = 4.48T (2 cọc) suy ra Hf = 4.48/2 = 2.24 T - Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào đài dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có xuất hiện momen gọi là momen ngàm Mf == (L0=0) - Chuyển vị ngang yo(m) tại cao trình đáy đài: yo = Hf.dHH + Mf.dHM = 2.24´ 2.752´10-3 -7´5.41´10-4= 2.38´10-3 m - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang Hf: = y0 =2.38´10-3m=0.238cm(L0=0, =0) Dn =0.238cm < [Sgh] = 1cm thỏa yêu cầu tính toán - Mômen uốn Mz Mz = abd2EJyoA3 - abdEJyoB3 + MfC3 + D3 +Với:; ,; ; 7.57; => - Bảng giá trị các hệâ số tính toán cho biểu đồ Mz (Tm) EJ K abd yo yo Mf Hf 3.42E+04 50 0.296 529E-05 0 -7 2.44 Mômen uốn Mz (Tm) Z- Z A3 B3 C3 D3 Mz 0 0 0 0 1 0 -7 0.2 0.676 -0.001 0 1 0.2 -5.493 0.4 1.351 -0.011 -0.002 1 0.4 -4.05 0.6 2.027 -0.036 -0.011 0.998 0.6 -2.701 0.8 2.703 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -1.502 1 3.378 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.491 1.2 4.054 -0.287 -0.173 0.938 1.183 0.342 1.4 4.73 -0.455 -0.319 0.866 1.358 0.973 1.6 5.405 -0.676 -0.543 0.739 1.507 1.414 1.8 6.081 -0.956 -0.867 0.53 1.612 1.675 2 6.757 -1.295 -1.314 0.207 1.646 1.775 2.2 7.432 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 1.745 2.4 8.108 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 1.552 2.6 8.784 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 1.388 2.8 9.459 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 1.117 3 10.135 -3.541 -6 -4.688 -0.891 0.817 3.2 10.811 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 0.519 3.4 11.486 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 0.237 3.6 12.162 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 0.012 3.8 12.838 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 -0.15 4 13.514 -1.614 -11.73 -17.92 -15.08 -0.203 6.9.1.1. Kiểm tra lại cốt thép đã chọn 7 Tm Diện tích cốt thép 0.00136m2 < 0.001693m2 thép ban đầu chọn là hợp lý Kiểm tra : m2 = 15.4 cm2 Chọn 1114 với a = 200 mm, cm2 > cm2 Tại vị trí Z=13.5m thì Mz = 0 do đó vị trí cắt thép ta chọn như sau: Z= 13+3 = 16 m so sánh với vị trí cắt thép là Z= 2/3´27= 18m,nên ta chọn vị trí cắt thép tại độ sâu Z= 18m g.Tính toán thép đài cọc: MÓNG M3 Móng M2 có kích thước a x b = 3.5x1.4 (m2) , chiều cao đài hđ = 1.2 (m) Theo kết quả tính toán ở trên ta có: Pmax = 98.02 T Pmin = 93.62 T Đài móng có kích thước 3.5´1.4m nên ta tính toán thép cho đài 1 phương. Ta xem đài cọc như một thanh ngàm tại mép cột và lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. Giá trị moment theo phương Y (mặt cắt I- I ) xác định như sau: MI-I = r ´ Pmax = 0.85 ´ 98.02 = 83.32 Tm Với: r là khoảng cách từ trục cọc thứ i (có phản lực là Pi) đến mép cột là 0.85m cho cọc biên. Tính toán diện tích cốt thép cho đài cọc: A = = = 0,024 g = = 0,988 Fa = = = 30.89 cm2 Chọn13 f18 a = 110cm ; Fa= 33.08 cm2 Thép theo phương X (mặt cắt II- II ) xác định theo cấu tạo : Chọn f12 a = 200cm ; Fa= 5.66 cm2 CHƯƠNG VII : SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG Từ các giá trị tính toán của hai phương án móng cọc ép và móng cọc khoan nhồi ta tổng hợp được khối lượng bêtông và cốt thép cho từng phương án móng như sau : KHỐI LƯỢNG BÊTÔNG (m3) KHỐI LƯỢNG THÉP (Tấn) Cọc đóng Cọc khoan nhồi Cọc đóng Cọc khoan nhồi 36.76 65.69 2.36 1.89 (thép thống kê ở trên chưa kể đến cốt đai) Từ kết quả so sánh trên ; ta thấy phương án cọc eep1 có lợi về mặt bêtông nhưng không lợi thép , do không có điều kiện tham khảo về giá thành của từng loại vật liệu cũng như giá thuê nhân công, máy móc thiết bị để thi công hai phương án trên cho nên rất khó khăn trong việc lựa chọn phương án . Nếu móng cọc ép cho khối lượng bêtông khá nhỏ(chỉ hơn một nữa khối lượng bêtông của cọc khoan nhồi ) nhưng lượng thép lại lớn hơn móng cọc khoan nhồi ( chủ yếu là cốt thép trong cọc ) Þ do đó cần phải tổng hợp nhiều tham số kỹ thuật và kinh tế để chọn ra được phương án hợp lý hơn . Các ưu khuyết điểm của hai loại phương án móng : * Móng cọc ép : Ưu điểm : giá thành rẻ so với các loại cọc khác (cùng điều kiện thi công giá thành móng cọc ép rẻ 2-2.5 lần giá thành cọc khoan nhồi), thi công nhanh chóng, dễ dàng kiểm tra chất lượng cọc do sản xuất cọc từ nhà máy (cọc được đúc sẵn) , phương pháp thi công tương đối dễ dàng, không gây ảnh hưởng chấn động xung quanh khi tiến hành xây chen ở các đô thị lớn ; công tác thí nghiệm nén tĩnh cọc ngoài hiện trường đơn giản . Tận dụng ma sát xung quanh cọc và sức kháng của đất dưới mũi cọc . Khuyết điểm : sức chịu tải không lớn lắm ( 50 ¸350 T ) do tiết diện và chiều dài cọc bị hạn chế ( hạ đến độ sâu tối đa 50m ) . Lượng cốt thép bố trí trong cọc tương đối lớn . Thi công gặp khó khăn khi đi qua các tầng laterit , lớp cát lớn , thời gian ép lâu . * Móng cọc khoan nhồi : Ưu điểm : sức chịu tải của cọc khoan nhồi rất lớn ( lên đến 1000 T ) so với cọc ép , có thể mở rộng đường kính cọc 60cm ®250cm , và hạ cọc đến độ sâu 100m . Khi thi công không gây ảnh hưởng chấn động đối với công trình xung quanh . Cọc khoan nhồi có chiều dài > 20m lượng cốt thép sẽ giảm đi đáng kể so với cọc ép . Có khả năng thi công qua các lớp đất cứng , địa chất phức tạp mà các loại cọc khác không thi công được . Khuyết điểm : giá thành cọc khoan nhồi cao so với cọc ép , ma sát xung quanh cọc sẽ giảm đi rất đáng kể so với cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ. Biện pháp kiểm tra chất lượng thi công cọc nhồi thường phức tạp và tốn kém , thí nghiệm nén tĩnh cọc khoan nhồi rất phức tạp . Công nghệ thi công cọc khoan nhồi đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao . * Tóm lại : ta chọn phương án MÓNG CỌC ÉP làm giải pháp nền móng cho công trình , bởi công trình không lớn lắm và thi công trong khu vực mật độ dân số thưa nên dể vận chuyển và thi công cọc