Thiết kế móng cọc C- 5

Chương 10 Thiết kế móng cọc c- 5 I. Đánh giá đặc điểm công trình I.1. Đặc điểm và vị trí xây dựng công trình. a. Vị trí.(Đã trình bày trong chương 1) b. Kết cấu. Sơ đồ kết cấu chịu lực là sơ đồ khung- vách chịu lực. Tiết diện cột 30x30cm và 30x60cm, tiết dầm khung 3060cm cho toàn bộ công trình. Sàn BTCT đổ toàn khối, dày 14 cm. Do công trình không có các tầng phía trên mặt đất toàn bộ công trình bao gồm 10 tầng hầm được chia thành 2 khu: trong và ngoài lõi giếng. Việc thiết kế móng cọc C- 5 là việc thiết kế cho hệ móng khu ngoài giếng. Theo bảng 16 TCXD 45 - 78 (Bảng 3-5, tài liệu [7] đối với nhà khung bê tông cốt thép có tường chèn thì: - Độ lún tuyệt đối giới hạn: Sgh = 8 cm. - Độ lún lệch tương đối giới hạn DSgh = 0,001. II. Đánh giá điều kiện địa chất công trình. (Đã trình bày trong chương 1) III. Lựa chọn giải pháp nền móng. Các lớp đất như lớp 5 (cát hạt mịn đến trung), 6 (cát pha màu xám vàng), 7 (sét, sét pha màu xám vàng) đều là lớp đất yếu và trung bình, khả năng chịu nén lún yếu và không ổn định về tính chất cơ lý và bề dày, chỉ có lớp 8 (cát cuội sỏi chặt) là lớp đất tốt.Với quy mô và tải trọng công trình như trên giải pháp móng sâu (móng cọc) là hợp lý hơn cả. Mũi cọc sẽ được ngàm vào lớp 8. Đất càng xuống sâu càng tốt vì vậy việc tăng chiều sâu hạ cọc làm giảm tổng khối lượng của cọc, của đài và vì thế làm giảm giá thành chung của móng đ sẽ có lợi hơn là dùng nhiều cọc ngắn. Chiều sâu đóng cọc lợi nhất có thể xác định từ điều kiện cân bằng sức chịu tải của cọc tính theo cường độ vật liệu cọc và tính theo cường độ đất nền. Do công trình thi công ở thành phố Hồ Chí Minh do đó không được phép sử dụng cọc đóng. Theo các điều kiện địa chất ở trên và khả năng thi công hiện nay ta có thể sử dụng phương án móng cọc nhồi hoặc móng cọc ép. Mặc dù tải trọng ngang của công trình là rất lớn nhưng nó đã được hệ thống tường trong đất và hệ lõi giếng hạn chế do vậy tải trọng tác dụng lên các móng này cũng nhỏ đi. Việc lựa chọn giải pháp của hệ móng này phụ thuộc vào máy thi công, khả năng móng tham gia chống đẩy nổi cho toàn công trình. Ta sẽ đưa ra các phương án móng rồi lựa chọn xem phương án nào là hợp lý nhất cho công trình này. - Cọc ép: Nếu dùng móng cọc ép (ép trước) có thể cho cọc đặt vào lớp đất 6 hoặc 7, việc hạ cọc sẽ gặp khó khăn khi cần phải xuyên vào các tầng đất sét có chiều sâu lớn, có thể phải khoan dẫn. Cọc ép trước có ưu điểm là giá thành rẻ, thích hợp với điều kiện xây chèn, không gây chấn động đến các công trình xung quanh. Dễ kiểm tra, chất lượng của từng đoạn cọc được thử dưới lực ép. Xác định được sức chịu tải của cọc ép qua lực ép cuối cùng. Nhược điểm của cọc ép trước là kích thước và sức chịu tải của cọc bị hạn chế do tiết diện cọc, chiều dài cọc không có khả năng mở rộng và phát triển do thiết bị thi công cọc bị hạn chế hơn so với các công nghệ khác, thời gian thi công kéo dài. Với quy mô của công trình sẽ gặp không ít khó khăn. - Cọc nhồi: Nếu dùng móng cọc khoan nhồi, thì đặt cọc lên lớp đất 8, là lớp cuội sỏi. Cọc nhồi có các ưu, nhược điểm sau (theo tài liệu [6], [12]) Ưu điểm: Có thể đạt đến chiều sâu hàng trăm mét (không hạn chế như cọc ép), do đó phát huy được triệt để đường kính cọc và chiều dài cọc. Có khả năng tiếp thu tải trọng lớn. Có khả năng xuyên qua các lớp đất cứng. Đường kính cọc lớn làm tăng độ cứng ngang của công trình. Cọc nhồi khắc phục được các nhược điểm như tiếng ồn, chấn động ảnh hưởng đến công trình xung quanh. Chịu được tải trọng lớn ít làm rung động nền đất. Nhược điểm: - Giá thành móng cọc khoan nhồi tương đối cao. - Công nghệ thi công cọc đòi hỏi kỹ thuật cao, các chuyên gia có kinh nghiệm. -Biện pháp kiểm tra chất lượng bêtông cọc thường phức tạp, tốn kém. Khi xuyên qua các vùng có hang hốc Cas- tơ hoặc đá nẻ phải dùng ống chống để lại sau khi đổ bêtông, do đó giá thành sẽ đắt. - Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ. - Chất lượng cọc chịu ảnh hưởng nhiều của quá trình thi công cọc. - Khi thi công công trình kém sạch sẽ, khô ráo. Kết luận: Lựa chọn giải pháp cọc ép trước hay cọc khoan nhồi cho công trình cần dựa trên việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật thực tế của các phương án. Tuy nhiên trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, dựa vào tải trọng tác dụng lên công trình, dựa vào điều kiện địa chất công trình, dựa vào các phân tích trên, em quyết định chọn phương án cọc khoan nhồi để thiết kế nền móng cho công trình. IV. Thiết kế móng IV.1.Các giả thiết tính toán: Việc tính toán móng cọc đài thấp dựa vào các giả thiết chủ yếu sau: - Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận. - Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định như đối với cọc đơn đứng riêng rẽ, không kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc. - Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền lên các cọc chứ không trực tiếp truyền lên phần đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc. - Khi kiểm tra cường độ của nền đất và khi xác định độ lún của móng cọc thì người ta coi móng cọc như một móng khối quy ước bao gồm cọc và các phần đất giữa các cọc. - Đài cọc xem như tuyệt đối cứng. IV.2.Giải pháp mặt bằng móng Căn cứ vào kết cấu hệ khung, lựa chọn móng dưới chân cột là các móng cọc khoan nhồi Giữa các móng có hệ dầm giằng móng, giả thiết tiết diện giằng móng b´h=30´70 cm, tác dụng của giằng móng là tạo độ cứng không gian cho các móng, tăng cường độ ổn định, giảm ảnh hưởng của lún lệch cho các móng. Giằng móng làm việc như dầm trên nền đàn hồi, giằng truyền một phần tải trọng đứng xuống đất. Tuy nhiên để đơn giản tính toán và thiên về an toàn ta xem tải trọng giằng truyền nguyên vẹn lên móng theo diện truyền tải. Ngoài ra giằng còn truyền tải trọng ngang giữa các móng, tuy nhiên theo sơ đồ tính khung ta coi cột và móng ngàm cứng nên một cách gần đúng ta bỏ qua sự làm việc của giằng . IV.3. Thiết kế móng cọc khoan nhồi dưới cột C-5 (Móng M1) IV.3.1. Tải trọng tác dụng + Tải trọng tính toán được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất. + Tải trọng lấy tại chân cột C-5 được lấy từ bảng tổ hợp nội lực của cột có số hiệu 2669 (Xem phụ lục 6), ngoài ra còn phải kể đến trọng lượng giằng móng tầng 1 và phần cột kể từ chân cột đến mặt đài. IV.3.2. Lựa chọn chiều sâu đáy đài: Móng cọc khoan nhồi dưới cột c- 5 là móng tầng hầm, nằm giữa nhà. Việc lựa chọn chiều sâu đế đài như sau: Cos mặt sàn tầng hầm 4 là: -14,5(m). Do đó lựa chọn chiều sâu đáy đài tại cos -15,9(m). Trong đó có 100(mm), là phần đất trên đài. Đáy đài có chiều cao là: 1,3(m). Lớp bêtông lót dày 100(mm). Quan niệm về việc có tính hay không tính lớp bêtông lót như sau: Bêtông lót là phần bêtông nằm dưới đáy đài, có tác dụng tạo phẳng bề mặt là chủ yếu . Đây là lớp bêtông mác thấp nên việc đưa lớp bêtông này vào tính cùng với cả bêtông đài cọc thường là không hợp lý. Vậy nên tốt hơn cả là ta nên tưởng tượng coi như không có lớp bêtông lót này trong tính toán. Đáy đài chọn tại độ sâu nào thì đó chính là độ sâu mà ta sẽ dùng để tính toán. Chiều dài của cọc tính từ đáy đài. Trong đồ án này lựa chọn là: Coi như bêtông lót không ảnh hưởng gì đến móng. + Cột trục C - 5: Do khung truyền xuống: (lấy trong bảng tổ hợp nội lực của cột 2669) Nội lực này được lấy theo hai phương bao gồm 2 phương x, y. Tuy nhiên từ bảng tổ hợp nội lực của cột này ta nhận thấy mômen theo phương y (Xem phụ lục 6), My= 0. Vậy nên nội lực của cột này sẽ là: Cột trục Tiết diện cột Nội lực tính toán (cm) N0tt (T) M0tt (T.m) Q0tt (T) C - 5 30´30 205,978 1,725 1,751 - Do giằng móng (Giả thiết giằng móng có tiết diện 0,3´0,7 m) : 0,3.0,7.2,5.1,1= 0,5775 (T/m). Tổng chiều dài giằng móng tác dụng lên cột C-5: l= Lực dọc do giằng móng gây ra cho móng C-5 : N= 0,5775.10,8= 6,237 (T) -Do phần cột tính từ chân cột đến mặt trên của đài(Chiều cao bằng chiều cao của lớp đất trên đài). Cột có tiết diện: bxh=30x30(cm) 0,3.0,3.2,5.0,1.1,1= 0,025(T) Vậy tải trọng tác dụng xuống móng C-5 sau khi kể đến các thành phần khác tính đến cos đỉnh đài là : N0tt = 205,978+ 6,237+ 0,025= 212,24(T). M0tt = 1,725+ 1,751. 0,1= 1,9(Tm). Q0tt = 1,751(T) Cột trục Tiết diện cột Nội lực tính toán (cm) N0tt (T) M0tt (T.m) Q0tt (T) C - 5 30´30 212,24 1,9 1,751 + Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ hai. Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng: (hệ số độ tin cậy n=1,15) Cột trục Tiết diện cột Nội lực tiêu chuẩn (cm) N0tc (T) M0tc (T.m) Q0tc (T) C - 5 30´30 184,56 1,65 1,523 IV.3.3. Chọn vật liệu làm cọc. - Bê tông cấp độ bền chịu nén B25, Rb = 14,5 (MPa). Hệ số điều kiện làm việc . Như vậy cường độ bêtông đưa vào tính toán là: Rb= 0,85.14,5= 12,3(MPa.) - Cốt thép chịu lực nhóm AII có Rs,sc= 280(MPa) - Cốt đai nhóm AI có Rsc=225 (MPa) Cọc chịu tải trọng ngang, hàm lượng cốt thép m ³ (0,4 - 0,65)%. Để chọn được đường kính cọc và chiều sâu hạ cọc thích hợp nhất cho điều kiện địa chất và tải trọng của công trình, cần phải đưa ra phương án kích thước khác nhau để so sánh lựa chọn. Tuy nhiên trong khuôn khổ thời gian em chọn tính cọc có đường kính D = 0,6 m, phù hợp với khả năng thi công cọc khoan nhồi ở nước ta hiện nay. Cốt thép dọc chịu lực giả thiết gồm 10d16 có Fa = 20,1 cm2, m = 0,711%. Lựa chọn độ dài của cọc là 20(m). Chân cọc cắm sâu vào lớp đất 8 một khoảng bằng 2,0(m). Chất lượng bê tông cọc nhồi phần đầu cọc thường kém do đó đập vỡ bêtông đầu cọc cho chừa cốt thép ra một đoạn 60cm và ngàm vào đài. Phần cọc ngàm vào đài 20 (cm). IV.3.4. Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi. (Dựa theo tài liệu [3]- Tất cả các công thức, các kí hiệu được lấy theo tài liệu này) a. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức: Qv =j.(m1m2RbFb + RaFa) Trong đó : j =1: hệ số uốn dọc với móng cọc đài thấp không xuyên qua bùn, than bùn. Rb : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông cọc nhồi. Với bê tông B25 có Rb = 12,3(MPa)=12,3.102(T/m2) (Đã nhân với hệ số điều kiện làm việc). Ra: Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép, Với cốt thép nhóm AII có Ra= Rs = 280(MPa)= 280.102(T/m2). Fb: Diện tích tiết diện của bê tông Fb = 3,14.302= 2826(cm2). Fa: Diện tích tiết diện của cốt thép dọc Fa = 20,1 (cm2). m1 : hệ số điều kiện làm việc, đối với cọc nhồi được đổ bê tông theo phương thẳng đứng thì m1= 0,85. m2 : hệ số điều kiện làm việc kể đến phương pháp thi công cọc, ở đây khi thi công cần dùng ống chèn và đổ bê tông dưới huyền phù sét nên m2= 0,7. Ta có : Qv = 1.(0,85. 0,7. 12,3.102.10-4.2826 + 280.102.10-4.20,1) = 263,1 (T). b. Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tĩnh. - Tải trọng cho phép tác dụng xuống cọc được tính theo công thức : Qxl = Trong đó: Qp : Sức chống cực hạn ở mũi xuyên : Qp= Ap .qp Giá trị của qp được xác định theo công thức qp= Kc: hệ số mang tải, lấy theo bảng 2.9, Kc= 0,3 : sức cản mũi xuyên trung bình trong phạm vi 3d phía trên chân cọc và 3d phía dưới chân cọc => mũi cọc nằm ở lớp cát cuội sỏi có qc= 26700 kPa. qp=0,3.26700= 8010 (kPa) Ap: diện tích tiết diện mũi cọc Ap= 3,14.302 = 2826(cm2). Vậy: Qp= Ap .qp= 2826.10-4. 8010 =226,4(T) Qs: Sức chống cực hạn ở mặt bên cọc. Xác định theo công thức Qs= hi: độ dài của cọc trong lớp đất thứ i(m); u: chu vi tiết diện cọc u=d=3,14.0,6=1,884 (m). fsi: ma sát bên đơn vị của lớp đất thứ i và xác định theo sức chống xuyên đầu mũi qc ở cùng độ sâu theo công thức: fsi: - Lớp 5: Cát hạt mịn đến trung (qc=2800 kPa) có = 40 => fsi===70 - Lớp 6: Cát pha màu xám vàng (qc=6000 kPa) có =60 => fsi=== 100 - Lớp 7: Sét, sét pha màu xám vàng, trạng thái cứng (qc=10000 kPa)có =60 => fsi=== 167 Lớp 8: Cát cuội sỏi (qc= 26700 kPa) có = 150 =>fsi=== 178 Vậy: Qs= =1,884.(2,0.70+ 6.100+ 167.10+ 178.2,0)= 5211(kPa)= 521,1(T) Vậy sức chịu tải của cọc theo xuyên tĩnh là: QXl = == 336(T) c. Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn. Có nhiều công thức để xác định sức chịu tải của cọc theo xuyên tiêu chuẩn SPT nhưng ở đây ta chỉ tính toán theo công thức tiện dụng nhất và sát với thực tế, đó là công thức xác định sức chịu tải của Nhật Bản: Trong đó: - Hệ số phụ thuộc phương pháp thi công, đối với cọc khoan nhồi lấy = 15. Na - Số SPT của đất dưới chân cọc Na= 40 NS - Số SPT của các lớp đất cát mà cọc cắm qua Bao gồm: Lớp đất 5: Ns5= 25 ;Ls5= 2,0(m) Lớp đất 8: Ns8= 40; Ls8= 2,0(m) LS - Chiều dài cọc cắm qua lớp đất cát Cu - Lực dính không thoát nước của lớp sét mà cọc cắm qua Cọc xuyên qua 2 lớp đất sét: Bao gồm: Lớp đất 6: N6= 18; Cu6= 0,714.18= 12,852(T/m2); Lc6= 6(m) Lớp đất 7: N7=20 Cu7= 0,714.20 = 14,28(T/m2); Lc7= 10(m) LC - Chiều dài cọc cắm trong lớp sét D: đường kính cọc; D= 0,6(m) F - Diện tích tiết diện ngang dưới chân cọc =210,95(T) d. Sức chịu tải của cọc theo tính chất cơ lý của đất nền. - Sức chịu tải của cọc nhồi có và không có mở rộng đáy được xác định như sau: Q= m( mRqpAp + uồmflifi) Trong đó: m – Hệ số làm việc, m=1,0. mR – Hệ số làm việc của đất dưới mũi, mR =1. Ap - Diện tích mũi cọc. Ap= 0,2826(m2) qp – Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc. Với độ sâu của mũi cọc so với cos 0.000 là: 35,9(m). Nội suy giá trị qp từ bảng 2.7 ta được qp= 316(T/m2) u: Chu vi mũi cọc, u= mf - Hệ số làm việc của đất ở mặt bên của cọc tra bảng 2.5, mf =0,8 li: Chiều dày lớp đất mà cọc cắm vào fi – Cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc tra bảng 2.2 tài liệu [3] Chia đất dưới chân cọc thành những lớp đất có chiều dày 2(m). Tiến hành nội suy giá trị của fi từ bảng 2.2 tài liệu [3] ta được Tại Z1= 16,4(m) f1= 5,21(T/m2) Tại Z3= 18,4(m) f3= 2,468(T/m2) Tại Z4= 20,4(m) f4= 2,508(T/m2) Tại Z5= 22,4(m) f5= 2,548(T/m2) Tại Z6= 24,4(m) f6= 8,52(T/m2) Tại Z7= 26,4(m) f7= 8,796(T/m2) Tại Z8= 28,4(m) f8= 9,076(T/m2) Tại Z9= 30,4(m) f9= 9,356(T/m2) Tại Z10= 32,4(m) f10= 9,636(T/m2) Tại Z11= 35,4(m) f11= 10(T/m2) Như vậy: Qtc=1.{1.316.0,2826+1,884.0,8.(5,21.2+ +2,468.2+2,508.2+2,548.2+8,52.2+8,796.2+ + 9,076.2+ 9,356.2+ 9,636.2+ 10.2)}= 295,18(T) Vậy theo tính chất cơ lí của đất nền ta có: Sức chịu tải của cọc Qa= Trong đó: Ktc: hệ số an toàn, Ktc= 1,4 d-1. Sức chịu tải của nhồi khi chịu nhổ. Xác định theo công thức m: Hệ số điều kiện làm việc, m= 0,8. u, mf, fi, li: Xác định như tại mục “d” w: Trọng lượng của cọc. w= = 9,33(T) Số 1,5: Là trọng lượng riêng đẩy nổi của bêtông cọc dưới mực nước ngầm. Như vậy sức chịu tải của cọc nhồi chịu nhổ là: = =0,8.1,884.0,8.(2.5,21+2,468.2+2,508.2+2,548.2+8,52.2+8,796.2+9,076.2+9,356.2+9,636.2+10.2}+ 9,33= 173,6(T) Kết luận: Bằng cách trên ta đã tính được sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu khác nhau. Từ đó ta xác định được sức chịu tải đem đi tính toán cọc là: Pc=min(Qv, Qxl, Qu, Qa) = 210,84 (T) IV.3.5. Xác định số cọc và bố trí cọc. - áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra: ptt= = 65,1 (T/m2) - Diện tích sơ bộ đế đài: Fđ= = 3,38 m2 Với : : Tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài. gtb : Trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài gtb =1,5 T/m3(Do tất cả hệ thống móng này đều nằm dưới mực nước ngầm). n : Hệ số vượt tải, n=1,1. h : Chiều sâu chôn móng, h= 1,4 m. - Trọng lượng của đài và đất trên đài: =1,1.3,38.1,4.1,5 = 7,8 T. - Lực dọc tính toán xác định đến đế đài: 212,24+ 7,8 = 220,04 T. - Số lượng cọc sơ bộ: cọc. Lấy số cọc n'= 2 cọc. Bố trí cọc trong mặt bằng như hình vẽ. Khoảng cách giữa các trục cọc 3d=3´60=180 cm Khoảng cách từ tim cọc biên đến mép đài 0,7d= 0,7.60= 42 cm. Lấy bằng 50cm. - Diện tích đế đài thực tế: Fđtt= 2,8.1 =2,8 m2 - Trọng lượng tính toán đài và đất trên đài : =1,1.2,8.1,4.1,5 = 6,468 T. - Lực dọc tính toán đến cốt đế đài: Momen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài Mtt = + Q0tt.hđ = 1,9 + 1,751.1,3 = 4,18Tm. - Lực truyền xuống các cọc dãy biên: = 111,68 T ; = 107,03 T. - Trọng lượng cọc: = w= = 9,33(T) - Trọng lượng của đất mà cọc chiếm chỗ(Có xét đến đẩy nổi): Trọng lượng riêng đẩy nổi của lớp đất 8: Trọng lượng riêng đẩy nổi của lớp 5, 6, 7 đã tính trong chương 6 Pđ=3,14.0,32.(2,0.1,057+ 6.1,048+ 10.0,972+ 2,0.1,262)= 5,83 T Pc'=9,33- 5,83= 3,5 T - Lực truyền xuống dãy biên: + = 111,68+ 3,5 = 115,18 T < = 208,84 T. Thoả mãn điều kiện áp lực max truyền xuống cọc dãy biên. So sánh giá trị của = 107,03(T) với giá trị của = 173,6(T), ta thấy = 107,03 (T)< = 173,6(T). Như vậy là điều kiện chống nhổ của cọc được thoả mãn. IV.3.6. Kiểm tra nền móng cọc theo điều kiện biến dạng. Với quan niệm nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh, tải trọng của móng được truyền trên diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc a = jtb/4. Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền móng khối quy ước có mặt cắt là abcd (Tính đến cos 14,500). Trong đó: = - Chiều dài của đáy khối quy ước cạnh LM : Lm= L+2.H'.tg=2,4+ 2.20.tg5,50= 6,18 (m) - Bề rộng của đáy khối quy ước Bm : BM=B +2.H'.tg= 0,6 + 2.20.tg5,50= 4,38(m) - Cos của đáy khối móng quy ước : Hm=35,9 m. - Xác định trọng lượng của khối móng quy ước: + Trọdng lượng khối quy ước trong phạm vi từ đế đài trở lên có thể xác định theo công thức : =LM.BM.h.gtb =6,18.4,38.1,4.1,5 =56,84 T + Trọng lượng khối quy ước trong phạm vi từ đế đài trở xuống (có kể đến gđn) (Phải trừ đi thể tích đất bị cọc chiếm chỗ): =(6,18.4,38- 2.3,14.0,32).(2,0.1,057+ 6.1,048+ 10.0,972+ 2,0.1,262) = 547,19 T + Trọng lượng của 2 đoạn cọc : = 2.3,14.0,32.20.1,5 = 16,956 T Vậy tổng trọng lượng của khối móng quy ước : = ++ = 56,84 + 547,19+ 16,956= 621T - Giá trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước : Ntc = 184,56 + 621 = 805,56 T - Momen tiêu chuẩn tương ứng với trọng tâm đáy khối quy ước : Mtc= = 1,65 +1,523.(20+1,4) =34,24 T.m - Độ lệch tâm: e = = 0,0425 m. - áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: = = 31T/m2 ; = 28,53 T/m2 ; = 29,77 T/m2 Cường độ tính toán của đất tại đáy khối quy ước (Tính từ cos tự nhiên đến cos đáy móng quy ước): Đối với móng cọc khoan nhồi: Cát cuội sỏi chặt có: jII =380 A,B,D: phụ thuộc jII , Tra bảng (3.2-Tài liệu [7]) ị A = 2,11 ; B = 9,41 ; D = 10,8 m1 = 1,4 : do mũi cọc cắm vào đất cát cuội sỏi. m2 = 1 : Do công trình không thuộc loại tuyệt đối cứng(nhà khung). Ktc= 1 : các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. : Trị tính toán thứ hai của trọng lượng riêng đất dưới đáy khối quy ước =1,262 T/m3 gII’ : Trị tính toán thứ hai của trọng lượng riêng đất từ chân cọc trở lên. = 1,259(T/m3) ị Thay vào công thức tính RM ta được = 603,48 T/m2. - Kiểm tra điều kiện áp lực : 1,2RM = 724,17 T/m2 > = 31 T/m2 RM = 603,48 T/m2 > = 29,77 T/m2 => Thoả mãn *Vậy có thể tính toán được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Trường hợp này đất nền từ chân cọc trở xuống có độ dày lớn. Đáy của khối quy ước có diện tích bé nên ta dùng phương pháp cộng lún các lớp phân tố để tính toán. Tính toán ứng xuất bản thân đáy khối quy ước (Tính từ cos tự nhiên đến cos đáy khối móng quy ước): sbt= = 44,57(T/m2) ứng suất gây lún tại đáy khối quy ước: < 0. Nghĩa là: Với độ sâu chôn cọc như vậy thì đất dưới chân cọc không bị biến dạng nữa. Ta không phải tính lún cho khối móng này. IV.3.7. Tính toán độ bền và cấu tạo móng. - Dùng bêtông cấp độ bền chịu nén B25 có Rb=14,5(MPa) - Thép chịu lực AII có Rs = 280(MPa)= 280.102(T/m2) - Lớp bê tông lót dày 10 cm Mac 100# xi măng cát, đá 4´6 * Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện đâm thủng: Vẽ tháp đâm thủng từ mép cột, nghiêng một góc 45o so với phương thẳng đứng của cột thì thấy đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài cọc không bị đâm thủng. *Tính toán mômen và đặt thép cho đài cọc. - Momen tương ứng với mặt ngàm I - I: MI = r1.P2 Giá trị của lực P2 đem đi tính toán như sau: “Vì trọng lượng của móng và đất trên các bậc móng không gây ra hiện tượng chọc thủng, cắt, uốn nên khi xác định chiều cao cũng như trọng lượng thép cần đặt cho móng, ta dùng trị tính toán của lực dọc xác định đến đỉnh móng và của mômen tương ứng với trọng tâm diện tích đáy móng ”( Trang 89- Tài liệu [6]). Từ đó ta xác định phản lực đầu cọc lên đài đem tính toán thép là: P2 = = 108,44 T r1= 0,9- =0,75 m MI = 0,75.108,44= 81,33 T.m - Diện tích diện tiết ngang cốt thép chịu MI: Chiều cao đài cọc đã chọn: hđ = 1,3 m. Chiều cao làm việc của đài cọc là (dự định chọn thép f22) : h0 = hđ - 0,2- = 1,3 - 0,2- = 1,0875 (m). FaI== 29,67 cm2 Chọn 9d22 có Fa= 34,21 cm2 Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ là: abv= 2,5(cm) Khoảng cách các cốt thép cần bố trí là: b'= b- 2.(abv+ d)=100-2.(2,5+2,5)= 90(cm) Khoảng cách giữa hai trục cốt thép cách nhau: a=== 11,25 cm= 112,5(mm) Chọn a= 110(mm) *. Cốt thép chịu Momen tương ứng với mặt ngàm II - II lấy theo cấu tạo : Chọn 20d12 có Fa= 22,62 cm2 Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ là: abv= 2,5(cm) Khoảng cách các cốt thép cần bố trí là: l'=l-2.(abv+ d)= 280-2.(2,5+1,2)= 280- 7,4=272,6cm Khoảng cách giữa hai trục cốt thép cách nhau: a=== 14,3cm Chọn a= 140(cm). Chi tiết cọc C- 5 xem tại bản vẽ kc-13