Tổng quan tính toán móng

chương 5: tính toán móng + Thiết kế móng trục 2 I- Điều kiện địa chất công trình: Theo báo cáo khảo sát địa chất, khu đất xây dựng tương đối bằng phẳng, từ trên xuống dưới gồm các lớp đất có chiều dày ít thay đổi trong phạm vi mặt bằng xây dựng. Cụ thể: Lớp 1: Đất lấp , có bề dày trung bình htb = 1,5m,đây là lớp đất nhân tạo chưa ổn định nên không lấy làm mẫu,dung trọng trung bình g = 2 T/m3. - Lớp 2: Đất sét nâu màu hồng có bề dày trung bình htb = 2,9m. N30 = 14 nhát/30cm. dung trọng g = 1,89T/m3. Theo kết quả thí nghiệm mẫu ta có góc nội ma sát j = 14o12’. Lớp 3: Đất sét pha màu sám nâu , xám đen chứa mùn hữu cơ ở trạng tháI dẻo chảy . Bề dày trung bình l = 10m. Theo kết quả thí nghiệm ta có: N30 =5 nhát/30cm. Dung trọng g = 1,6 T/m3. j = 2o7’;C = 0,027 kg/cm2 E =14,94 kg/cm2 . Lớp 4: Lớp sét pha màu xám nâu,dẻo cứng đến nửa cứng,bề dày trung bình l = 5 m.Các chỉ tiêu như sau: Dung trọng g = 1,54 T/m3 j = 14o19’;C = 0,295 kg/cm2 E =73,34 kg/cm2 ,N30 =21 nhát/30cm - Lớp 5: Là lớp cát pha , thành phần hạt thay đổi từ cát mịn đến cát hạt trung, có bề dày trung bình htb = 4m. . Các chỉ tiêu như sau: Dung trọng g = 1,95 T/m3 ,j = 19o10’;C = 0,17 kg/cm2 E =69 kg/cm2 ,N30 =24 nhát/30cm - Lớp 6: Cát hạt mịn , xám vàng lẫn sạn 2-3 (mm). Có bề dày trung bình htb = 5.5m.. Các chỉ tiêu như sau: Dung trọng g = 1,96 T/m3 ,j = 21o;N30 =26 nhát/30cm - Lớp 7: Cát hạt trung thô lẫn cuội sỏi. Các chỉ tiêu như sau : Dung trọng g = 1,98 T/m3 ,j = 33o; N30 =35nhát/30cm * Chọn cặp NL nguy hiểm nhất tại chân cột. Trục A: M = 24,458 Tm; N = 611,129 T; Q = 4,738 T Trục E: M =3,196Tm; N = 67,865 T; Q = 1,115T Trục B: M = 24,882 Tm; N = 706,953 T; Q = 6,133 T Trục C: Mth’B = 26.422 Tm; N = 659,007 T; Q = 7.880 T Trục D: M = 21,088 Tm; N = 467,690 T; Q = 4,440 T * Có hai phương án cọc ép và cọc nhồi: Chọn phương án móng cọc nhồi vì những lý do sau: + Tải trọng chân cọc tương đối lớn + Các lớp đất mặt yếu + Công trình sát với các công trình đã xây dựng + Điều kiện và khả năng thi công móng - Sơ bộ chọn cọc nhồi, đường kính 1,2m, sâu so với mặt đất là 40 (m) + BT cọc mác 300 ( Rn = 130 kg/cm2), thép cọc chọn AII. II- Tính móng trục D : - Móng được tính toán với cặp nội lực nguy hiểm nhất tại chân cột, giá trị cặp chọn được từ bảng tổ hợp nôi lực như sau: M =21.088Tm N =- 467.690T Q = 4.441T Với quy ước dấu như bên. - Tải trọng tính toán như sau: Mt/c = Mtt/n = 37,361/1,165 = 32.07 Tm Nt/c = 461,18/1,15 = 401.03 T Qt/c = 13,019/1,15 = 11.32 T - Thép cọc đặt trong khoảng (8 á13) D, chọn đặt khoảng 12m thép (12 F20) ; cốt đai F12, a 130 hết chiều dài thép cọc. Chiều sâu đáy đài. ( Sơ bộ chọn b = 1,7m) - Chiều sâu đáy đài cọc: h ³ 0,7 tg (450 - j/2). SQ / g.b Trong đó: g = Dung trọng tự nhiên đất trên đài j = Góc ma sát trong lớp đất phía trên đài Sơ bộ chọn b = 1,7m : h ³ 0,7 tg (450 - 140/ 2). 10,15/ 1,89.1,7 = 0,944m Chọn chiều sâu chôn móng h = 2,8 m > 0,944m. Tính toán với phương án móng cọc đài thấp. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc. Mác bê tông cọc 300 ,Rn =130( kg/cm2). Hàm lượng thép cọc Fmin = Min(0,005Ac;25cm2) Ac=P.1,22 /4 =0,86(m2)=8600 (cm2) 0.005Ac = 0.005. 8600 =43cm2 Chọn 20F20 (62.8cm2) ,lớp bảo vệ 5cm. Chu vi thép : L =P.D =3,14.1,1 =3,454 m=345,4cm Khoảng cách giữa các thanh thép là :(345,4-20.2)/20 =15,27cm.(>10cm là khoảng cách tối thiểu ). Sức chịu tải của cọc được xác định theo công thức: PVL = Ra.Fa +Rb.Fb =2800.62,8 +130.104.(3,14. 1,22 /4) =1646 T Ra: Cường độ cốt thép : Ra = 2800 kg/cm2 Fa: Diện tích mc ngang cốt thép Rb: Cường độ chịu nén của bê tông: Rb = 130 kg/cm2 Fb : Diện tích tiết diện ngang của cọc tròn: d = 1,2 m Xác định sức chịu tải theo cường độ đất:. Pđ = m(mR.R.F +mồ Mfi.fi.li) R =0.65. b(g1’.d.A0k +a.g1..m.B0k ) A0k , B0k ,a , b là hệ số tra bảng phụ thuộc vào góc ma sát j của mũi cọc j = 330 tra bảng SGK nền móng ta được : A0k = 48,6 ; B0k = 87.6 ; a = 0.67 ; b= 0.25 g1’ =1,98 T/ cm2 (dung trọng đất dưới mũi cọc ) g1 :dung trọng trung bình từ mũi cọc trở lên ồ gi.hi 1,89.2.9 +1,6.10 +1,94.5 +1,96.5,55 + 1,98.11 g1 = = ồ hi 38,5 =1,79 T/m3 R =0,65.0,25.(1,98 .1,2.48,6 +0,67.1,79.40.87,6) = 698,5 T P = 1.(1.698.0,5 +P.1.(4.1,65 + 3,8.5 +4,1.4 +5,6.5,5 +9,3.11,1) =801,6 T .3. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng: Xác định số cọc: N 467,69 n = b =1,1 =0,641 p 801,6 Chọn 1 cọc Bố trí đặt cọc ngay dưới chân cột, tim cọc trùng tim cột. Đài cọc chỉ cấu tạo không chịu lực nên chọn như giả thiết: b . h = 1,7 . 2 = 3,4 m2; hđ = 2,0 m Kiểm tra móng cọc nhồi: 1. Kiểm tra tải trọng ngang: Q = 4442 T Khả năng chịu lực cắt của bê tông đầu cọc: Qbt = k0. Rk. b. h0 k0 = 0,75 Rk = 10 kg/cm2 = 100 T/m2 b: cạnh tác dụng hình vuông có diện tích làm việc tương đương b = p D2/4 = 1,063 m (D = 1,2m) h0 = b - a = 1,063 - 0,05 = 1,013 m Qbt = 0,75. 10. 1,063. 1,013 = 80,793 (T) > Q Đảm bảo khả năng chịu lực cắt. Kiểm tra lún và chọc thủng: -Kiểm tra lún theo khối móng quy ước kích thước : LL = l +2.H.tgjtb/4 BL = b +2.H.tgjtb/4 H =40 – 2,8 =37,2 m LL = 2 +2.37,2.tg4024’ BL = 1,7 +2. 37,2.tg4024’ ồ ji.hi 1,6.14 +5.14,32 +4.19,2 +5.5 .21 + 11,1.33 jtb = = ồ hi 1,6 +10 +5 +4 +5,5 +11,1 =17036’ Ta có : Nqư =N + Nđ = 467,690 +(7,62.7,32).2.40 = 4929,96 T Mqư =M + Q.H = 21,088 +4,4419.37,2 = 192,1 T N M smax, min = + Fqư Wqư 4929,96 192,1.6 smax = + = 91,09( T/m2) 7,62.7,32 (4,32.7,622) 4929,96 192,1.6 smin = - = 85,67( T/m2) 7,62.7,32 (4,32.7,622) -Cươòng độ đất nền dưới đáy móng quy ước: R = 0,4. Ng .g . Bm + Nq .g ‘.H + +1,3. Nc. C C = 0 ; j =330: Ng =22 ; Nq = 25 g =1,79 T/m2 ; g ‘ =1,98 T/cm2 ị R= 0,4.22 +.1,79.7,32 +25.1,98.40 = 698 T/m2 smax = 91,09( T/m2) < 698 T/m2 ị Nền đủ khả năng chịu tảI -ứng suất gây lún : N smax, min = - g tb. HM Fqư 4929,96. = - 1,79.40 =16,7 T/m2 7,62.7,32 Chia đát nền dưới đáy móng quy ước thành các lớp bằng nhau (1m) Công thức tính lún : 0,8 S = ồ sgl zi . h i. Ei Z(m) Lm/Bm 2Z/Bm K0 sgl zi sbt S 0 1 2 3 4 S =2,033 cm < [ S ] 3.bố trí cốt thép trong đài -Vì chỉ có 1cọc do đó không phảI tính toánBố trí theo cấu tạo : dùng F18 a200 II- Tính móng trục BC - Móng được tính toán với cặp nội lực nguy hiểm nhất tại chân cột, giá trị cặp chọn được từ bảng tổ hợp nôi lực như sau: Trục C : M =26,442Tm Trục B : M =24,882Tm N =659,007T N =-706,953T Q = 7,88 T Q = 6,133 T Với quy ước dấu như bên. - Tải trọng tính toán như sau: M = N1 + N2 =659,007 + 706,953 = 1365,96 T M = M1 +M2 -N1 .1,2 +N2.1,5 =26,442 +24,882 –659,007.1,6 +706,953.1,1 = 225,3 Tm Q = 7,88 +6,133 = 14,013 Tm 2 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng: Xác định số cọc: N 1365,96 n = b =1,1 =1,87 p 801,6 Chọn 2 cọc bố trí cọc : Cọc được bố trí cách nhau (3-5)D lấy 3,6 m 3.Tính toán kiểm tra a.Kiểm tra tảI tác dụng lên cọc = ị ịkhông phảI kiểm tra nhổ b.Kiểm tra móng theo TTBHII -Kiểm tra lún theo khối móng quy ước kích thước : LL = l +2.H.tgjtb/4 BL = b +2.H.tgjtb/4 H =40 – 2,8 =37,2 m LL = 5,3+37,2.tg4024’=10,917 BL = 1,7 +2. 37,2.tg4024’=7,32. Ta có : Nqư =N + Nđ = 1365,96+(7,32.10,917).2.40=7758,955 t Mqư =M + Q.H = 226,47+14,013.38,5=765,9 T N M smax, min = + Fqư Wqư smã =102,36 T/m2 smin =91,466 T/m2 Cường độ đất nền dưới đáy móng quy ước: C = 0 ; j =330: Ng =22 ; Nq = 25 g =1,79 T/m2 ; g ‘ =1,98 T/cm2 ị R= 0,4.22 +.1,79.7,32 +25.1,98.40 = 698 T/m2 smax = 102( T/m2) < 698 T/m2 ị Nền đủ khả năng chịu tảI -ứng suất gây lún : Chia đát nền dưới đáy móng quy ước thành các lớp bằng nhau (1m) Công thức tính lún : 0,8 S = ồ sgl zi . h i. Ei Z(m) Lm/Bm 2Z/Bm K0 sgl zi sbt S 0 1 2 3 4 S =2,033 cm < [ S ] c. iểm tra tải trọng ngang: Q = 14,013 T Khả năng chịu lực cắt của bê tông đầu cọc: Qbt = k0. Rk. b. h0 k0 = 0,75 Rk = 10 kg/cm2 = 100 T/m2 b: cạnh tác dụng hình vuông có diện tích làm việc tương đương b = p D2/4 = 1,063 m (D = 1,2m) h0 = b - a = 1,063 - 0,05 = 1,013 m Qbt = 0,75. 10. 1,063. 1,013 = 80,793 (T) > Q Đảm bảo khả năng chịu lực cắt. d.Kiểm tra chọc thủng Ta nhận thấy mép cọc nằm trong phạm vi cạnh cột nên không phảI kiểm tra choc thủng 3.Tính thép đàI cọc Chọn lớp bảo vệ g=15cm,b.h =170.200ịh0= 185cm Mmax = Pmax L=785.0,3 =235,5 Tm ịdiện tích cốt thép là: Chọn 8F28(49,26cm2),theo phương kia chọn cáu tạo F18a200 II- Tính móng trục AB - Móng được tính toán với cặp nội lực nguy hiểm nhất tại chân cột, giá trị cặp chọn được từ bảng tổ hợp nôi lực như sau: Trục E : M =3,196Tm Trục A: M =24,458Tm N =67,865T N =-611,129T Q = 1,115 T Q = 4,738 T Với quy ước dấu như bên. - Tải trọng tính toán quy về tảI tạp trung quy về trục g : N = N1 + N2 =67,865 + 611,129 = 678,99 T M = M1 +M2 -N1 .1,8 = 3,196 +24,458-67,865.1,8 =116,503 Tm Q = 1,115+4,738 = 5,853 Tm 2 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng: Xác định số cọc: N 678,99 n = b =1,1 =1,2 p 801,6 Chọn 2 cọc bố trí cọc : Cọc được bố trí cách nhau (3-5)D lấy 3,6 m 3.Tính toán kiểm tra a.Kiểm tra tảI tác dụng lên cọc = ị ịkhông phảI kiểm tra nhổ b.Kiểm tra móng theo TTBHII -Kiểm tra lún theo khối móng quy ước kích thước : LL = l +2.H.tgjtb/4 BL = b +2.H.tgjtb/4 LL = 5,3+37,2.tg4024’=10,917 BL = 1,7 +2. 37,2.tg4024’=7,32. Ta có : Nqư =N + Nđ = 678,99+(7,32.10,917).2.40=7071,98 T Mqư =M + Q.H = 116,503+5,85.39,2=341,728 T N M smax, min = + Fqư Wqư smã =90,8 T/m2 smin =86,14 T/m2 Cường độ đất nền dưới đáy móng quy ước theo tính ở trên : ị R = 698 T/m2 smax = 90,8( T/m2) < 698 T/m2 ị Nền đủ khả năng chịu tảI -ứng suất gây lún : Chia đát nền dưới đáy móng quy ước thành các lớp bằng nhau (1m) Công thức tính lún : Z(m) Lm/Bm 2Z/Bm K0 sgl zi sbt S 0 1 2 3 4 S =2,033 cm < [ S ] c.Kiểm tra tải trọng ngang: Q = 5,853 T Khả năng chịu lực cắt của bê tông đầu cọc: Qbt = k0. Rk. b. h0 k0 = 0,75 Rk = 10 kg/cm2 = 100 T/m2 b: cạnh tác dụng hình vuông có diện tích làm việc tương đương b = p D2/4 = 1,063 m (D = 1,2m) h0 = b - a = 1,063 - 0,05 = 1,013 m Qbt = 0,75. 10. 1,063. 1,013 = 80,793 (T) > Q Đảm bảo khả năng chịu lực cắt. d.Kiểm tra chọc thủng Kiểm tra chọc thủng theo công thức(SGK BTCTII): 3.Tính thép đàI cọc Chọn lớp bảo vệ g=15cm,b.h =170.200ịh0= 185cm Mmax = Pmax L=409,7.0,8 =327,76 Tm ịdiện tích cốt thép là: Chọn 11F28(67,738cm2),theo phương kia chọn cáu tạo F18a200