Thiết kế môn học nền và móng

Chia sẻ: Luong Manh Hung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

443
lượt xem 181
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trên cơ sở điều kiện địa chất đã có nghiên cứ tính tốn các chỉ tiêu cơ lí của các lớp đất ,ta đánh giá trạng thái của đất để lựa chọn tầng đất tốt nhất phục vụ cho việc thiết kế móng. Tên đất và trạng thái đất được xác định và đánh giá dựa vào các bảng tra trong giáo trình cơ học đất. Tên đất xác định dựa vào Ip, Trạng thái đất xác định dựa vào ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế môn học nền và móng

TKMH Nền & Móng ĐỀ BÀI: 1.Tải trọng tác dụng Tải trọng Đơn vị Giá trị Nt (tc) – Tĩnh tải tiêu chuẩn KN 6000 Nh (tc) – Hoạt tải tiêu chuẩn KN 1650 2.Số Hx – Hoạt tải tiêu chuẩn KN 150 liệu thuỷ văn và Hy – Hoạt tải tiêu chuẩn KN 175 chiều dài My – Momen hoạt tải tiêu chuẩn KN.m 1100 nhịp : Mx – Momen hoạt tải tiêu chuẩn KN.m 1300 Hạng mục ĐơnTvị hợp tải trọng ổ Số liệu D-N MNCN m 6.5 MNTN m 3.25 MNTT m 4.25 Ht-thuyền m 4.50 MNTC m Lấy cao hơn MNTN 1-1,5m CĐMĐTN m Giả õ thiết cao độ lớp đất trên cùng ở cột địa tầng là 0.00 CĐMĐSX m -1.90 Chiều dài nhịp m 32.40 3. Số liệu hố khoan địa chất ( theo hình trụ lỗ khoan ) Bề dày lớp Tên lớp W WL WP IP IL γ γS γC e Sr ϕ C - 1 -
TKMH Nền & Móng KN/m3 KN/m3 KN/m3 KN/m2 (Độ) (m) (%) (%) (%) (%) (-) (-) (-) 2o 1 8.1 49.5 33.5 24.1 9.4 5.70 16.2 26.8 10.84 1.473 0.900 6.9 15’ 18o 2 14.4 28.1 37.2 21.6 15.6 0.42 18.7 27.2 14.60 0.863 0.885 17.6 21’ 19o 3 20.6 39.5 21.6 17.9
TKMH Nền & Móng n (%) : Độ rỗng e : Hệ số rỗng Sr : Độ bão hồ c (kN/m ) : Lực dính đơn vị 2 ϕ ( độ ) : Góc ma sát trong của đất ∆ : Tỷ trọng của đất . Trên cơ sở điều kiện địa chất đã có nghiên cứ tính tốn các chỉ tiêu cơ lí của các lớp đất ,ta đánh giá trạng thái của đất để lựa chọn tầng đất tốt nhất phục vụ cho việc thiết kế móng. Tên đất và trạng thái đất được xác định và đánh giá dựa vào các bảng tra trong giáo trình cơ học đất. Tên đất xác định dựa vào Ip Trạng thái đất xác định dựa vào IL Căn cứ vào đề bài ta có: - Lớp đất 1 có Ip = 9.4 < 17 là đất sét pha. - Lớp đất 2 có Ip = 15.6 < 17 là đất sét pha. - Lớp đất 3 có Ip = 17.9 > là đất sét. Mặc khác : lớp đất 1 có IL = 2.7 > 1 đất ở trạng thái chảy Lớp đất có IL = 0.42 , đất ở trạng thái dẻo cứng. Lớp đất 3 có IL < 0 nên đất ở trạng thái cứng Đánh giá theo hệ số lỗ rỗng e,hệ số rỗng càng lớn cường độ của đất nền càng nhỏ, biến dạng của đất càng lớn. PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH BỐ TRÍ CHUNG TRỤ CẦU: - 3 -
TKMH Nền & Móng a a I.Xác định kích thước trụ cầu và tải trọng: A.Xác định kích thước trụ: Vị trí xây dựng trụ cầu nằm xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền , sự thay đổi cao độ mực nước giữa MNCN và MNTN là tương đối cao . Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông nên chọn cao độ mặt bệ thấp hơn MNTN 0,5m . Cao độ đáy dầm = MNTT+Htt = 4.25 + 4.5 = 8.75đm Cao độ đỉnh trụ = Cao độ đáy dầm – 0.3 = 8.75 – 0.3 = 8.45 m Cao độ mặt bệ trụ = MNTN – 0.5 = 3.25 – 0.5 = 2.75 m Bề dày bệ móng : Hb = (1÷3)m. Chọn = Hb = 2 m - 4 -
TKMH Nền & Móng Cao độ đáy bệ = cao độ mặt bệ trụ – Hb = 2.75 – 2 = 0.75 m Chiều cao trụ: Htru = CĐ đỉnh trụ – 1.4 – CĐ mặt bệ trụ = 8.45 – 1.4 – 2.75 = 4.3 m Chiều rộng trụ: Lấy a = (0.2÷1)m. Chọn a = 1 m Lấy b = (0.2÷1)m. Chọn b = 1 m BXác định tải trọng: 1.Tính tốn trọng lượng trụ : Thể tích trụ tồn phần Vtrụ = Vmũ + Vthân trụ + Vbệ trụ Vmũ = 8*0.8*1.7+8*0.6*1.7 – 1.5*0.6*1.7= 17.51 m3 Vthân trụ = (3.14*1.2 *1.2/4 + 3.3*1.2)*4.3 = 21.89 m3 Vbệ trụ = 6.5*2*3.2 = 41.6 m3  Vtrụ = 17.51 + 21.89 + 41.6 = 81 m3 Thể tích phần trụ ngập trong nước ứng với MNTN. V’trụ = Snt*(MNTN – CĐMBT) + Vbệ trụ (Với CĐMBT : cao độ mặt bệ trụ) V’trụ = (3,14*1,22/4 + 3.3*1,2)*(3.25-2.75) + 6.5*2*3.2 = 44.145m3 Trong đó: MNTN = 3.25 m :mực nước thấp nhất. CĐMBT = 2.75 m :cao độ mặt bệ trụ. Snt :diện tích ngang trụ.  Trọng lượng trụ: G = Vtrụ * γ bt - V’trụ * γ n = 81*24 – 44.145*10 = 1502.55 (kN) Trong đó: γ bt = 24 kN/m3 : Trọng lượng riêng của bê tông. γ n = 10 kN/m3 : Trọng lượng riêng của nước. 2.Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN : Nh(tc) = 1650kN : Lực thẳng đứng tiêu chuẩn do hoạt tải tác dụng tại đỉnh trụ Nt(tc) = 6000 kN : Lực thẳng đứng tiêu chuẩn do tĩnh tải tác dụng tại đỉnh trụ Hx(tc) = Hx =150 kN : Lực ngang tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương dọc cầu Hy(tc) = Hy =175 kN : Lực ngang tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương ngang cầu My(tc) = 1100 kN.m : Momen tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương dọc cầu Mx(tc) =1300 kN.m : Momen tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương ngang cầu γ bt = 24 kN/m 3 : Trọng lượng riêng của bêtông γ n = 10 kN/m 3 : Trọng lượng riêng của nước Vtrụ = 81 m 3 : thể tích tồn phần trụ ’ V trụ = 44.145 m 3 : Thể tích phần trụ ngậïp nước nh = 1,4 : Hệ số tải trọng do hoạt tải nt = 1,1 : Hệ số tải trọng do tĩnh tải 2.1.Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn với MNTN,đặt tại cao độ đỉnh bệ:  Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương dọc cầu với MNTN : (1) Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu : Ptc = Nttc + Nhtc + Gtc = 6000 + 1650 + 1502.55 = 9152.55 KN (2) Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu : Htc = Hxtc = 150 KN (3) Momen tiêu chuẩn dọc cầu : Mtc = Mytc + Hxtc*(CĐĐT – CĐĐB) - 5 -
TKMH Nền & Móng = 1100 + 150*(8.45 – 0.75) = 2255 KNm  Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương ngang cầu với MNTN : (1) Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn ngang cầu : Ntc = Nttc + Nhtc + Gtc = 6000 + 1650 + 1502.55 = 9152.55KN (2) Tải trọng ngang tiêu chuẩn ngang cầu : Htc = Hytc = 175 KN (3) Momen tiêu chuẩn ngang cầu : Mtc = Mxtc + Hytc*(CĐĐT – CĐĐB) = 1300 + 175(8.45 – 0.75) = 2647.5 KNm 2.2 Tổ hợp tải trọng tính tốn cầu với MNTN :  Tổ hợp tải trọng tính tốn theo phương dọc cầu với MNTN (1) Tải trọng thẳng đứng tính tốn docï cầu : Ptt = nh*Nhtc + nt(Nttc + Gtc) = 1,4*1650 + 1,1(6000 + 1502.55) = 10562.81KN (2) Tải trọng ngang tính tốn dọc cầu : Htt = nh*Hxtc = 1,4*150 = 210 KN (3) Momen tính tốn dọc cầu : Mtt = nh*Mytc + nh*(CĐĐT-CĐĐB)* Hxtc = 1,4*1100 + 1,4*(8.45 – 0.75)*150 = 3157 KNm  Tổ hợp tải trọng tính tốn theo phương ngang cầu với MNTN (1) Tải trọng thẳng đứng tính tốn ngangï cầu : Ptt = nh*Nhtc + nt(Nttc + Gtc) = 1,4*1650 + 1.1*(6000 + 1502.55) = 10562.81 KN (2) Tải trọng ngang tính tốn ngang cầu : Htt = nh*Hytc = 1,4*175 = 245 KN (3) Momen tính tốn ngang cầu : Mtt = nh*Mxtc + nh*(CĐĐT-CĐĐB)*Hytc = 1,4*1300+ 1,4*(8.45 – 0.75)175 = 3706.5 KNm Trong đó: CĐĐT : cao độ đỉnh trụ. CĐĐB : cao độ đỉnh bệ. BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ: Tải trọng theo phương dọc cầu Tải trọng theo phương ngang cầu Loại tải trọng Tiêu Tiêu HSTT Tính tốn HSTT Tính tốn chuẩn chuẩn I.TT thẳng 9152.55 10562.81 9152.55 10562.81 đứng(kN) 1.TL trụ 1502.55 1.1 1652.81 1502.55 1.1 1652.81 - 6 -
TKMH Nền & Móng 2.Tĩnh tải 6000 1.1 6600 6000 1.1 6600 3.Hoạt tải 1650 1.4 2310 1650 1.4 2310 II.Lực 150 1.4 210 175 1.4 245 ngang(kN) III.Mômen 2255 3157 3706.5 (kNm) 1.Hoạt tải 1100 1.4 1540 1300 1.4 1820 2.Do lực 1155 1.4 1617 1347.5 1.4 1886.5 ngang II.Chọn kích thước cọc và tính sức kháng của cọc: 1.Chọn kích thước cọc :  Kích thước mắt cắt cọc: Cọc được chọn là cọc bê tông cốt thép đúc sẵn , đường kính vừa có kính thước 400x400mm.  Chiều dài cọc: Chiều dài của cọc ( LC ) được xác định như sau ( chưa kể chiều sâu cọc ngàm vào bệ ): LC = CĐĐB – CĐMC Cọc được cắm sâu vào lớp đất tốt có N>20. Chiều sâu mũi cọc (-26.25m) do đó ta có chiều dài cọc: Lc = 0.75 – (-26.25) = 27 m. Độ mảnh của cọc: D/L = 0.4/ 27 = 48 thoả mãn yêu cầu về độ mảnh:  1  1 D 1  , ≤ ≤  80  70 L 40 Vậy tổng chiều dài cọc sẽ là Lcd = 27 + 1 = 28 m Cọc được tổ hợp từ 03 đốt với tổng chiều dài đúc cọc là: 28m = 11.8m + 11.8m + 4.4m . Như vậy hai đốt thâân có chiều dài 10 m , đốt mũi có chiều dài 8 m . Các đốt cọc sẽ được nối với nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc.  Vật liệu làm cọc:  Bê tông đúc sẵn M350 : do đó ta có fc’= 14.5 Mpa  Cốt thép dọc chủ AIII, đường kính 22mm, có fy=365 MPa. 2.Tính sức kháng dọc trục của cọc: 2.1.Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu : 400 36 25 164 - 7 -
TKMH Nền & Móng Công thức tính tốn : Pr = ϕ Pn Pn = 0.8[0.85*fc’*(Ag – Ast) + fy*Ast] Trong đó : Pr : Sức kháng lực dọc trục tính tốn (N) Pn : Sức kháng lực dọc trục danh định (N) fc’ : Cường độ quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày fy : Cường độ giới hạn chảy quy định của cốt thép (MPa) Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt (mm2) Ast: Diện tích nguyên của cốt thép (mm2) ϕ : Hệ số sức kháng ( quy định ở điều 5.5.4.2 ) Ta có : Diện tích nguyên của mặt cắt cọc: Ag = 400 * 400 = 160000 mm2 Tra bảng một thanh cốt thép đường kính 22mm có F = 387 mm2. Ta bố trí 8 thanh cốt thép dọc chủ nên Ast = 8 * 387 = 3096 mm2 Như vậy thay số ta được sức kháng lực dọc trục danh định: Pn = 0.8[0.85*14.5*(160000 – 3096) + 365*3096] = 2451105(N) = 2451.105(kN) Với hệ số sức kháng ϕ = 0.75 nên sức kháng dọc trục tính tốn : Pr = 0.75 * 2451.105 = 1838.33 (kN) 2.2.Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền: Công thức tính tốn: QR = ϕ Qn = ϕq Qult Hay QR= ϕ Qn = ϕqb Qp + ϕqs Qs Với: Qp = qp Ap Qs = qs As Trong đó: ϕq : Hệ số sức kháng dùng cho sức kháng đỡ của một cọc đơn, (trong Điều 10.5.4,hay tham khảo AASHTO2007) dùng cho các phương pháp không phân biệt giữa sức kháng tồn bộ và sự góp phần riêng rẽ của sức kháng mũi và thân cọc. Qult: Sức kháng đỡ của một cọc đơn (N) Qp : Sức kháng mũi cọc (N) Qs : Sức kháng thân cọc (N) qp : Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs : Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap : Diện tích mũi cọc (mm2) ϕqp : Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 16 hay 39 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. ϕqs : Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 16 hay 39 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc.  Tính sức kháng mũi cọc: Qp = qp Ap Theo phương pháp sử dụng kết quả SPT, sức kháng đơn vị mũi cọc danh định (MPa) được tính như sau: - 8 -
TKMH Nền & Móng 0.038 * N1 * Db qp = ≤ ql D Trong đó: N1 : Số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ, δ ’v (Búa/300mm) N : Số đếm SPT đo được (Búa/300mm) D : Chiều rộng hay đường kính cọc (mm) Db : Chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm) ql : Sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0.4 Ncorr cho cát và 0.3 Ncorr cho bùn không dẻo. δ v : Ứng suất có hiệu (Ứng suất do trọng lượng bản thân đất) ’ Ta có: N1 = N = 33 (Búa/300mm) D = 400 mm Db = 26.25 – 22.5 = 3.75 (m) = 3750 (mm)  0.038*33*3750 qp = = 11.756 (MPa) 400 Ap = 400*400 = 160000 (mm2) Do đó sức kháng mũi cọc bằng: Qp = 11.756*160000 = 1880960 (N)  Tính sức kháng thân cọc Qs = qs As Theo phương pháp sử dụng kết quả SPT, sức kháng đơn vị bề mặt thân cọc được tính đối với cọc đóng chuyển dịch là: qs = 0.0019 N Để tiện cho việc tính tốn ta lập bảng tính sau: Ni Hi(m) hi (mm) Ni qsi=0.0019 Ni Asi=cvi*hi Qsi=qsi*Asi (Búa/300mm) 2.2 1 2200 0.50 0.00095 3520000 3344 4.2 2 2000 1.50 0.00285 3200000 9120 6.2 2 2000 2.00 0.0038 3200000 12160 8.2 9 2000 5.50 0.01045 3200000 33440 10.2 11 2000 10.00 0.019 3200000 60800 12.2 13 2000 12.00 0.0228 3200000 72960 14.2 12 2000 12.50 0.02375 3200000 76000 16.2 10 2000 11.00 0.0209 3200000 66880 18.2 9 2000 9.50 0.01805 3200000 57760 - 9 -
TKMH Nền & Móng 20.2 13 2000 11.00 0.0209 3200000 66880 22.2 13 2000 13.00 0.0247 3200000 79040 24.2 29 2000 21.00 0.0399 3200000 127680 26.25 33 2050 31.00 0.0589 3280000 193192 Tổng 859256 Từ bảng tính ta được: Qs = ∑ Qsi = 859256 (N) Tra bảng 16 ta có: ϕqb = 0.7 λ v = 0.7*0.8 = 0.56 ϕqs = 0.65 λ v = 0.65*0.8 = 0.52 Với: λ v = 0.8 ( Tra bảng 16) Như vậy sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền: Pdn = QR = 0.56* 1880960 + 0.52* 859256 = 1500150(N) = 1500.15(kN) Sức chịu tải thiết kế của cọc lấy giá trị nhỏ hơn trong 2 giá trị là sức chịu tải của cọc theo đất nền và sức chịu tải của cọc theo vật liệu: P0 = min( Pvl, Pdn). P0 = min( 1838.33; 1500.15). ⇒ P0 =1500.15 kN. III.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong bệ: 1)Số lượng cọc : Số lượng cọc được tính theo công thức : Ptt 10562.81 nc = β = 1.5 × = 10.56 ( β = 1-1.5 ) Ptk 1500.15 Ptk :Sức chịu tải tính tốn của cọc đơn .  chọn số cọc thiết kế là nc = 15 cọc 2)Bố trí cọc trong móng : Yêu cầu: + Khoảng cách từ tim cọc ngồi cùng đếnmép bệ ≥ 225mm +Khoảng cách giữa các tim cọc ≥ max(2.5d ;750mm) ≥ max(1000;750mm) Các cọc được bố trí theo hình thức lưới ô vuông trên mặt bằng và hồn tồn thẳng đứng trên mặt đứng , với các thông số : Tổng số cọc trong móng nc = 15 cọc Số hàng cọc theo phương dọc cầu n =3,khoảng cách tim các hàng cọc theo phương dọc cầu là a = 1,35m Số hàng cọc theo phương ngang cầu m = 6, khoảng cách tim các hàng cọc theo phương ngang cầu là b = 1,05 m Khoảng cách từ tim cọc ngồi cùng tới mép bệ theo phương ngang cầu và phương ngang cầu là c = 0.55 m Kích thước bệ cọc sau khi bố trí - 10 -
TKMH Nền & Móng Tính tốn móng cọc bệ cao chịu tải trọng ngang và mômen uốn lớn vì vậy ta thiết kế móng cọc xiên với độ xiên (1:10 ) góc xiên δ = 5.710 như hình vẽ. Bố trí các cọc 2,3,4,12,13,14 xiên theo phương dọc cầu còn 4 cọc 1,5,11,14 vừa xiên theo phương ngang cầu vừa xiên theo phương dọc cầu. - 11 -
TKMH Nền & Móng IV.Tính nội lực trong cọc : Ta dùng chương trình FB.Pier để tính nội lực trong cọc. Mô hình cọc chạy chương trình như sau: - 12 -
TKMH Nền & Móng Kết quả chạy FB.Pier ta có tổ hợp tải trọng theo phương dọc trục lớn nhất: Pmax = 1170 (kN) V.Kiểm tốn móng cọc theo TTGH cường độ: 1.Kiểm tốn sức kháng dọc trục: Pmax = 1170(kN) < Pvl = 1838.33(kN) => ĐẠT - 13 -
TKMH Nền & Móng Pmax + ∆N < Pđn Trọng lượng cọc ∆N = 0.4*0.4*28*24 = 107.52 (kN) => Pmax + ∆N = 1170 + 107.52 = 1277.52 (kN) < Pđn = 1500.15 (kN) 2.Kiểm tốn sức kháng đỡ ngang của nhóm cọc: Sức kháng đỡ ngang của nhóm cọc được tính như sau: P = ϕ .η . Trong đó: R ∑Pu Pu : Sức kháng đỡ giới hạn(danh định) của cọc đơn(MPa) ϕ : Hệ số sức kháng ngang của cọc,lấy bằng 0.65 η : Hệ số hữu hiệu của nhóm cọc, lấy bằng 0.85  Xác định Pu theo phương pháp Broms: Trường hợp đầu cọc bị ngàm và đất nên là đất dính Pui = 9Cui × B × ( L − 1.5 B ) • B: Đường kính cọc hay chiều dài cạnh hình vuông • L: Chiều dài cọc ngập trong đất • Cu : Cường độ chống cắt không thốt nước của đất Cu được lấy như sau : Cu = N/10 với đất sét dẻo cao Cu = N/15 với đất sét dẻo vừa Cu = N/20 với đất sét ít dẻo Bảng tính Pu tường lớp Lớp đất B(m) 1.5B(m) Cu(KN/m2) L(m) Pu(KN) Lớp1 0.4 0.6 0.226 6.2 4.56 Lớp2 0.4 0.6 0.375 14.4 18.36 Lớp3 0.4 0.6 0.83 3.75 9.41 Tổng Pui 32.33 Do đó sức kháng ngang của nhóm cọc: PR = 0.65*0.85*15*32.33 = 267.93 (kN) > max(Hx,Hy) = max(210;245)= 245kN => ĐẠT VI.Kiểm tốn móng cọc theo TTGH sử dụng: 1.Xác định tải trọng lún : p = Fqu − γ tb * H N Góc mở quy đổi về móng tương đương: Độ Radian ϕ1 2.25 0.04 ϕ2 18.35 0.32 0.34 ϕ3 19.63 - 14 -
TKMH Nền & Móng ϕtb = ∑ ϕi li 0.04 × 6.2 + 0.32 × 14.4 + 0.34 × 3.75 = = 0.252 ∑ li 6.2 + 14.4 + 3.75 Kích thước quy đổi đáy móng tại cao độ:-26.25m A1 = A + d + 2l.tg (ϕtb / 4) = 5.4 + 0.4 + 2 × 28 × tg (0.252 / 4) = 9.33m B1 = B + d + 2l.tg (ϕtb / 4) = 2.1 + 0.4 + 2 × 28 × tg (0.252 / 4) = 6.03m • ϕtb : Góc mở quy đổi về móng tương đương • A1 : Chiều dài móng tương đương • B1 : Chiều rộng móng quy đổi • A : khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo chiều ngang cầu • B : khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo chiều dọc cầu • l : Chiều dài cọc Ứng suất dưới đế móng: N P + G P + γ qu .H . A1 B1 Po = = = Fqu Fqu A1 B1 10562.81 + 20 × 24.35 × 9.33 × 6.03 = = 674.75( kN / m 2 ) 9.33 × 6.03 • P: Tải trọng thẳng đứng tác dụng đáy móng • H: Chiều dài cọc chôn trong đất • γ qu = 20 (kN/m2) : Trọng lượng riêng quy ước. • γ tb : Trọng lượng riêng trung binh Ta có: γ tb = ∑ γ ihi = 16.2*8.1+18.7*14.4+19.7*3.75 =18.1(kN/m3) ∑ hi 8.1+14.4 + 3.75 => Ứng suất gây lún ở đế móng: p = 674.75 – 18.1*24.35 = 234.015(kN/m2) 2.Biểu đồ phân bố ứng suất dưới đáy móng khối quy ước : Phân lớp đất dưới móng khối quy ước làm nhiều lớp phân tố : 2.1 Tính tốn ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp đất theo chiều sâu : Công thức : n σ bt = ∑ γ i hi 1 Trong đó : σbt : thành phần ứng suất có hiệu do trọng lượng bản thân các lớp đất gây ra tại điểm biên dưới của lớp đất phân tố thứ i. γ i : trọng lượng thể tích có hiệu của lớp đất phân tốt thứ i. hi bề dày lớp đất thứ i. n : số lớp đất tính từ mặt đất sau xói đến điểm cần tính ứng suất Để vẽ được biểu đồ ứng suất do tải trọng bản thân của đất dưới đáy móng , ta tính ứng suất tại một số điểm đặc biệt , đó là các điểm biên trên và biên dưới của mỗi lớp đất tự nhiên , điểm mũi cọc , riêng với tầng đất nằn dưới móng khối quy ước ta tính ứng suất tại các điểm biên trên và biên dưới của móng khối quy ước. Kết quả như bảng sau : - 15 -
TKMH Nền & Móng Tọa độ tính từ biên Bề dày_h trên của điểm tính σ zbt = ∑ γ i hi Lớp đất i (kN/m3) ixhi (m) ứng suât (kN/m2) hi (m) 1 0 0 0 10.84 6.2 6.2 67.208 67.208 0 0 67.208 2 14.6 14.4 14.4 210.24 277.448 0 0 277.448 3.75 3.75 61.238 338.6855 4.75 16.33 355.0155 5.75 16.33 371.3455 6.75 16.33 387.6755 7.75 16.33 404.0055 3 16.33 8.75 16.33 420.3355 10 9.75 16.33 436.6655 10.75 16.33 452.9955 11.75 16.33 469.3255 12.75 16.33 485.6555 13.75 16.33 501.9855 2.2.Tính tốn ứng suất gia tăng do tải trọng gây lún : Công thức : σzi = Ki(σ -σh) = Ki.p Trong đó : σzi : ứng suất gia tăng do tải trọng gây lún gây ra ở điểm thứ i p : áp lực gây lún tại đáy móng khối quy ước Ki : hệ số tra bảng phụ thuộc vào loại móng Tính ứng suất gia tăng do tải trọng gây lún gây ra tại các điểm tương ứng với các điểm trong lớp dưới móng khối quy ước như trong bảng tính ứng suất do trọng lượng bản thân Tọa độ tính từ đáy A zi A B Điểm móng khối quy ước Ki p σ zi = K i p (m) (m) B B zi(m) 0 0 9.33 6.03 1.55 0.00 1 234.015 234.015 1 1 9.33 6.03 1.55 0.17 1 234.015 234.015 2 2 9.33 6.03 1.55 0.33 0.8447 234.015 197.67 3 3 9.33 6.03 1.55 0.50 0.7178 234.015 167.98 4 4 9.33 6.03 1.55 0.66 0.6264 234.015 146.59 5 5 9.33 6.03 1.55 0.83 0.5293 234.015 123.86 6 6 9.33 6.03 1.55 1.00 0.4322 234.015 101.14 7 7 9.33 6.03 1.55 1.16 0.3771 234.015 88.25 8 8 9.33 6.03 1.55 1.33 0.3186 234.015 74.56 - 16 -
TKMH Nền & Móng 9 9 9.33 6.03 1.55 1.49 0.2635 234.015 61.66 10 10 9.33 6.03 1.55 1.66 0.2281 234.015 53.38 Phân bố ứng suất do trọng lượng bản thân: 2.3 Chiều sâu tính lún : Quy định chiều sâu Hc của tầng đất chịu nén tính từ đáy móng đến cao độ mà ở đó : σ z = (5− > 10)σ z bt Ta nhận thấy tại độ sâu z = 10 m tính từ đáy móng khối quy ước có: σ zbt = 501.9855kN/m2 ≈ 9.4σ z = 9.4 × 53.38 = 501.772( KN / m 2 ) 2.4 Độ lún tổng cộng của nền dưới móng cọc : Công thức tính : e1i − e2i S= ∑ a oiσ zi hi = ∑ hi 1 + e1i Trong đó : e1(i) , e2(i) : hệ số rỗng của đất ứng với p1(i),p2(i) (tra đường cong nén lún lớp i ) σ + σ bti −1 σ + σ zi p1i = thi σ zi = zi −1 2 2 p 2i = p1i + σ zi hi : chiều dày tầng đất thứ i. Kết quả tính lún được trình bày ở bảng sau : Điể σ bti σ Zi hi(m) σ zi P1i P2i e1i e2i Si(m) m 0 1 338.6855 234.015 234.015 346.85 580.87 0.61 0.59 0.01242 - 17 -
TKMH Nền & Móng 1 1 355.0155 234.015 215.843 363.18 579.02 0.605 0.591 0.00872 2 1 371.3455 197.67 182.825 379.51 562.34 0.603 0.592 0.00686 3 1 387.6755 167.98 157.285 395.84 553.13 0.601 0.593 0.005 4 1 404.0055 146.59 135.225 412.17 547.4 0.6 0.594 0.00375 5 1 420.3355 123.86 112.5 428.5 541 0.6 0.595 0.00313 6 1 436.6655 101.14 94.695 444.83 539.53 0.598 0.596 0.00125 7 1 452.9955 88.25 81.405 461.16 542.57 0.597 0.595 0.00125 8 1 469.3255 74.56 68.11 477.49 545.6 0.596 0.594 0.00125 9 1 485.6555 61.66 57.52 493.82 551.34 0.595 0.593 0.00125 10 1 501.9855 53.38 Tổng 0.03247 2.5 Kiểm tốn lún : Điều kiện : Độ lún đều móng S < 1.5 L = 1.5 32.4 = 8.54 cm  S = 3.247cm < 8.54 cm  ĐẠT 3.Kiểm tốn chuyển vị ngang: Theo kết quả chạy chương trình F.B.Pier ta có chuyển vị ngang: u = max (ux;uy) = max (12.6mm; 1.01mm) < 38 mm => ĐẠT - 18 -
TKMH Nền & Móng VII.Thiết kế thi công: Tổng chiều dài cọc là 28m , sẽ được chia làm 3 đốt có các chiều dài tương ứng là 11.8m+11.8m+4.4m . Việc tính tốn cốt thép cho giai đoạn thi công cẩu và treo các đốt cọc . Chọn đốt có chiều dài 10m để tính 1. Kiểm tra cọc khi cẩu theo hai sơ đồ a. Tính momen cọc theo sơ đồ 1 : - 19 -
TKMH Nền & Móng q = Fx24 = 3.84 kN/m M m ax Mômen tính tốn : Mmax(1) = 0.2072/ 2 × qL2 Mmax(1) = 0.0214 × 3.84 × 11.82 =11.44 kNm Với q = Fcọc x γ bt = 0.4 × 0.4 × 24 = 3.84 kN/m b. Tính theo sơ đồ 2 : q = 4 kN/m Momen tính tốn : Mmax(2) = 0.2942/ 2 × qL2 = 0.0432 × 3.84 × 11.82 = 23.09 kNm - 20 -