Phương án móng cọc

Chia sẻ: Pham Thanh Viet | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

149
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tải trọng tác dụng xuống móng không lớn lắm, ta dùng cọc cắm vào lớp sét pha có chỉ tiêu cơ lý tốt hơn lớp cát pha ở bên trên. Đáy đài đặt tại Cos – 2 m và cách Cos ngoài nhà 1,4m. Tức là nằm tại mặt lớp thứ 2. Dùng cọc C5 – 20 dài 5m,tiết diện cột 0,2 x 0,2 (m) Thép dọc chịu lực 4Φ10 có Ra =230000 Kpa, bê tông Mác 200 có Rb = 9000KPa. Đầu cọc có mặt bích bằng thép .Cọc được đưa xuống bằng búa diezel không khoan dẫn Cách thức liên kết cọc với đài: Ngàm cọc với...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phương án móng cọc

C – Phương án móng cọc Thiết kế móng cọc cột trục I của nhà bê tông cốt thép không có tường chèn, tiết diện cột 300x200.Nền nhà Cos 0.00 cao hơn Cos ngoài nhà 0.60m, Cos ngoài nhà cao hơn mặt đất tự nhiên 0,4m.Tải trọng tác dụng tại đỉnh cột : N 0 = 500 (kN); M 0 = 60 (kNm); Q tt = 4 (kN) tt tt tt N 0 500 Lực dọc tiêu chuẩn ở đỉnh móng: N 0tc = = = 416,7 (kN) n 1,2 tt M0 60 Mô men tiêu chuẩn ở đỉnh móng: M 0 =tc = = 50 (kNm) n 2 Q tt 4 Lực cắt tiêu chuẩn ở đỉnh móng: Q tc = = = 3,33 (kN) n 1,2 I - Chọn loại cọc, kích thước cọc và phương pháp thi công: Tải trọng tác dụng xuống móng không lớn lắm, ta dùng cọc cắm vào lớp sét pha có chỉ tiêu cơ lý tốt hơn lớp cát pha ở bên trên. Đáy đài đặt tại Cos – 2 m và cách Cos ngoài nhà 1,4m. Tức là nằm tại mặt lớp thứ 2. Dùng cọc C5 – 20 dài 5m,tiết diện cột 0,2 x 0,2 (m) Thép dọc chịu lực 4Φ10 có Ra =230000 Kpa, bê tông Mác 200 có Rb = 9000KPa. Đầu cọc có mặt bích bằng thép .Cọc được đưa xuống bằng búa diezel không khoan dẫn Cách thức liên kết cọc với đài: Ngàm cọc với đài bằng cách phá vỡ một phần bê tông đầu cọc cho trơ cốt thép một đoạn: 20d=20x10= 200mm = 0,2m; và ngàm thêm một phần đầu cọckhông bị phá vào đài là 0,1m II- Xác định sức chịu tải của cọc 1.xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc Công thức xác định: Pv = ϕ.(Rb.Fb + Ra.Fa) Trong đó: +Hệ số uốn dọc ϕ =1 (móng đài thấp không xuyên qua lớp bùn hay than bùn) + Rb :cường độ chịu nén của bê tông + Ra: Cường độ chịu nén của thép
+ Fb: Diện tích tiết diện của bê tông (=0,04m2) + Fa: Diện tích tiết diện của thép dọc (=0.000314m2) => Pv = ϕ.(Rb.Fb + Ra.Fa)=1(9000x0,04 + 230000x0,000314)=432,22 KN 2.Xác định sức chịu tải của cọc theo cường đọ chịu nén của đất nền: Chân cọn tỳ lên lớp sét pha dẻo cứng nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc masat.Sức chịu tải của cọc theo đất nền xác định theo công thức: n Pd =m.( mR .R.F +u.∑ fi . f i .hi ) m 1 Trong đó : + m=1 : Hệ số làm việc của cọc trong đất. + mR =1, f i =1 :do hạ bằng búa diezel không khoan dẫn + F : diện tích tiết diện ngang chân cọc = 0,04m2 + u : Chu vi tiết diện ngang của cọc = 4x0,2 = 0,8 + h : Chiều dày lớp thứ i tiếp xúc với cọc i Ta chia nền đất thành các lớp đất có chiều dày như trong hình vẽ h ≤ 2m i Z ,H được tính từ Cos thiên nhiên i H = 5,6 (tra bảng 6.2 sách hướng dẫn đồ án) với sét pha, B= 3,8 bằng phương pháp nội suy: R= 2316Kpa Tra bảng 6.3 ( sách hướng dẫn đồ án) có: Z 1 = 1,6 B ≈ 0,4 f 1 = 18,6 h =1 1 Z 2 = 2,6 B ≈ 0,4 f 2 = 23,4 h =1 2 Z 3 = 3,55 B ≈ 0,4 f 3 = 26,1 h =0,9 3 Z 4 = 4,8 B ≈ 0,4 f 4 = 28,6 h =1,6 4
-0,6 1 1,6 -1,4 1 2,6 0,1 3,55 1 2 4,8 5,6 1 4,5 3 0,9 1,6 3 n Pd = m.( mR .R.F + u.∑m fi . f i .hi ) 1 =1(1x2316x0,04 +0,8(18,6x1+23,4x1+26,1x0,9+28,6x1,6))=181,64 KN ' P d = 181,64 Pd = K d 1,4 =129,74 KN ( K d là hệ số an toàn của đất)
3.Xác định sức chịu tải trọng nén phương ngang theo thí nghiệm xuyên tĩnh Sức phá hoại của cọc masat: Px' = Pmui + Pxp = k .qc .F + Pxq P mui :Sức cản phá hoại của đất ở mũi q p Sức cản phá hoại của đất ở chân cọc Cọc xuyên qua lớp cát pha dày 3m có q tb =4000 KPa c Cọc xuyên qua lớp sét pha dày 1,6 m có q tb =1600KPa c tra α và K từ bảng 5.9 sách hướng dẫn đồ án có: + Cát pha : α =100 qc 4000 qs = = = 40( KPa ) 100 100 + Sét pha : α = 40 qc 1600 qs = = = 40( KPa ) 40 40 Sức phá hoại của đất ở chân cọc: q p = k .qc = 0,45 x1600 = 720( KPa ) nên P mui = q p .F = 720 x0,04 = 177,6( KPa ) P xq = u.Σq si .hi = 0,8(3 x 40 + 40 x1,6) = 147,2( KPa ) Tải trọng cho phép truyền xuống cọc: Theo tiêu chuẩn TCN112-84: P P xq 28,8 147,2 P x = 3 mui + 2 = 3 + 2 = 83,2 KPa 4.Xác định sức chịu tải theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT Bỏ qua ma sát thành : − ' P = mNF + n N F s + n=2 vì cọc đóng. + m= 400 cho cọc đóng. + N= 9,Số SPT ở chân cọc + F=0,04 Tiết diện ngang chân cọc
+ F s =0,8x5=4 Diện tích mặt xung quanh cọc (m2) − 15 x3 + 9 x1,9 + N= 3 + 1,9 =12,67 ' => P =400x9x0,04 + 2x12,67x4 = 245,36KN Tải trọng cho phép truyền xuống cọc: ' P = P = 4 =61,34KN 245,36 spt 4 5.Kết luận P = 432,22 > ' v P =129,74 (KN) d P v = 432,22 > P = 83,2 (KN) x P v = 432,22 > P =61,34 (KN) spt Ta chọn phương pháp xác định sức chịu tải theo phương pháp xuyên tĩnh P x = 83,2 (KN) để tính toán. III – Xác định số cọc và bố trí cọc cho móng: a)Xác định kích thước sơ bộ đáy móng. Áp lực giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra: Px 129,74 Ptt = 2 = = 360,39( KN ) (3.d ) (3.0,2) 2 Diện tích sơ bộ đáy móng: tt No 500 Fsb = = = 1,54(m 2 ) P − γ tb .h.n 360,39 − 20.1,7.1,1 tt htrong + hngoai 2 + 1,4 Vì h = = = 1,7(m) 2 2 Trọng lượng của đài và đất trên đài N d = n.Fsb .h.γ tb = 1,1.1,54.1,7.20 = 57,59( KPa ) tt Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài : N tt = N ott + N dtt = 500 + 57,59 = 557,59( KN ) Số lượng cọc sơ bộ : 'N tt 557,59 nc = Px = 129,74 = 4,29 cọc Ta lấy n c =6 cọc.Bố trí cọc như hình vẽ :
0,25 06 1,1 0,25 0,25 0,6 0,6 0,25 1,7 Bố trí cọc trong mặt bằng Chọn khoảng cách giữa các tim cọc : 3D = 3x20 =60 (Cm) b) Diện tích đế đài thực tế : Fd' = 1,1x1,7 = 1,87(m 2 ) Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài: N d = n.Fd' .h.γ tb = 1,1x1,87 x1,7 x 20 = 70( KN ) tt Lực dọc tính toán xác định đến cốt đài : N tt = N o + N d = 500 + 70 = 570( KN ) tt tt Lực dọc do khối đất chênh lệch gây ra : N d = 0,6 x1,1x1,7 x17 = 19,074( KN ) Độ lệch tâm của khối đất chênh lệch: l + l c 1,7 + 0,3 ed = = = 0,5(m) 4 4 Mômen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích ti ết di ện các cọc tại đế dài : M tt = M o + Q tt .h + N d .ed = 60 + 4 x0,7 + 19,07 x0,5 = 72,33( KN .m) tt Lực dọc truyền xuống dãy cọc biên:
tt N tt M y .x max 570 72,3 x0,6 p max = tt + = + = 125,13( KN ) nc' Σxi2 6 4.0,6 2 tt N tt M y .x min 570 72,3 x0,6 p tt min = ' − = − = 64,87( KN ) nc Σxi2 6 4.0,6 2 Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = 0,2 x 0,2 x1,1x 4,5 x 25 = 4,5( KN ) tt ' Ở đây p max + p c = 125,13 + 4,5 = 129,63 < p d = 129,74( KN ) Như vậy thoả mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống dãy cọc biên và p tt =64,87 KN > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chông nhổ. min IV - Kiểm tra nền móng cọc theo điều kiện biến dạng 1) Áp lực đáy móng quy ước: Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún c ủa n ền kh ối móng quy ước có mặt cắt là abcd. Trong đó: ϕ tb ϕ 2. h2 + ϕ 3 .h3 18 x 2,9 + 17 x1,6 α= với ϕ tb = h + h = 2,9 + 1,6 = 17,64 (độ) 4 2 3 17,64 Nên α = = 4,4 (độ) 4
-0,6 c d 1 1 0,1 6,1 2 4,6 3 3 a b Chiều dài của đáy khối quy ước: LM = L + l c + 2.H .tgα = 1,2 + 0,3 + 2.4,5.tg 4,4 = 2,19(m) Chiều rộng của đáy khối quy ước: BM = B + bc + 2.H .tgα = 0,6 + 0,2 + 2.4,5.tg 4,4 = 1,49(m) Chiều cao khối móng quy ước H m =6,1 (m) Xác định trọng lượng của khối quy ước trong phạm vi từ đế đài trở lên có thể xác định theo công thức: N 1tc = LM xBM xhxγ tb = 2,19 x1,49 x1,5 x 20 = 97,89( KN ) Trọng lượng của khối quy ước thứ 2 N 2 = ( LM xBM x h2 − h2 xFxn) γ = (2,19 x1,49 x 2,9 − 2,9 x0,04 x6)19,2 = 168,32 KN tc 2 Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc 20x20 dài 5m:
5x0,2x0,2x25=5KN Trọng lượng của 6 đoạn: 5 x 2,9 x6 = 17,4 KN 5 Trọng lượng của khối quy ước thứ 3 N 3tc = ( LM xBM x h3 − h3 xFxn) γ = ( 2,19 x1,49 x1,6 − 1,6 x 0,04 x 6)18,2 = 88,03KN 3 Trọng lượng của 6 đoạn: 5 x1,6 x 6 = 9,6 KN 5 Vậy trọng lượng của khối quy ước abcd: N qu = 97,89 + 168,632 + 17,4 + 88,03 + 9,6 = 381,24( KN ) tc Trị tiêu chuẩn xác định tới đáy móng khối quy ước: N tc = N o + N qu = 416,7 + 381,24 = 797,94( KN ) tc tc Mômen tiêu chuẩn ứng với trọng tâm đáy khối quy ước: M tc = M o + Q tc .H m = 50 + 3,33 x6,1 = 70,31( KN .m) tc M tc 70,31 Độ lệch tâm: e = tc = = 0,088(m) N 797,94 Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: N o + N qu tc tc 6.e 797,94 6.0,088 Pmax = tc (1 + )= (1 + ) = 303,49( KN ) Lm. B m Lm 2,19 x1,49 2,19 N o + N qu tc tc 6.e 797,94 6.0,088 Ptc min = (1 − )= (1 − ) = 185,57( KN ) Lm. B m Lm 2,19 x1,49 2,19 303,49 + 185,57 Ptb = tc = 244,53( KN ) 2 2)Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước: m1 .m2 Rm = ( A.Bm .γ II + B.H m .γ II + D.c II ) ' K tc K tc =1 vì các chỉ tiêu cơ lý lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp với đất. Tra bảng 3.1 : m 1 =1,2 vì đầu cọc xuyên qua lớp sét pha m 2 =1 vì công trình là không thuộc loại tuyệt đối cứng ϕ II = 17 tra bảng 3.2 có:A=0,39 B=2,57 D=5,15
γ II = 18,2( KN / m 3 ) 17 x 0,4 + 1x17 + 3 x19,2 + 1,6 x18,2 γ II = ' = 18,42 0,4 + 1 + 3 + 1,6 1.1,2 VËy Rm = (0,39 x1,49 x18,2 + 2,57 x 6,1.x18,42 + 5,15 x1,9) = 397,19( KN ) 1 1,2.R m =1,2x397,19 =476,62 (KN) 3) So sánh p max = 303,49( KN ) < 1,2.Rm = 476,62( KN ) tc ptb = 244,53( KN ) < Rm = 397,19( KN ) tc Thoả mãn điều kiện: Vậy ta có thể tính toán độ lún theo quan điểm nền biến dạng tuyến tính, trường hợp này đất nền từ chân cọc trở xuống có chiều dày lớn, đáy của khối quy ước có diện tích bé nên ta dùng mô hình nền là nửa không gian biến dạng tuyến tính để tính toán . V - Tính toán độ lún của nền theo quan niẹm tuyến tính: ∆s = 8 (Cm) (Đối nhà khung bê tông cốt thép không có tường chèn) -ứng xuất bản thân: + ứng xuất bản thân tại đáy lớp đất đắp: σ bt z =1 = 1x17 = 117( KN ) +tại đáy lớp cát pha; σ bt z =1+ 3 = 17 + 3 x19,2 = 74,6( KN ) +Tại đáy khối quy ước: σ bt = 17 + 3x19,2 + 1,6 x18,2 = 103,72( KN ) - Ứng xuất gây lún tại đáy khối quy ước: σ zgl 0 = ptb − σ bt = 244,53 − 103,72 = 140,81( KN ) = tc Bm 1,49 Chia lớp đất dưới đáy móng quy ước hi < = = 0,298 5 5
Bảng ứng xuất σ zi và σ zi gl bt Lớp đất điể Z L M 2z k 0 σ zi bt σ zi gl m B M B M 0 0 1,46 0 1 103,72 140,81 1 0,298 1,46 0,4 0,9721 109,14 136,68 2 0,596 1,45 0,8 0,8486 114,56 119,49 3 0,894 1,45 1,2 0,6832 119,99 96,20 4 1,192 1,45 1,6 0,5335 125,41 75,12 Lớp 3 5 1,49 1,45 2,0 0,4156 130,83 58,52 Có: 6 1,788 1,45 2,4 0,3266 136,26 45,98 E=9000 7 2,086 1,45 2,8 0,2614 141,68 36,8 8 2,384 1,45 3,2 0,2113 147,10 29,75 9 2,682 3,6 0,1741 152,53 24,51 Giới hạn nền lấy tới điểm 9: z=2,682 m kể từ đáy móng quy ước trở xuống Độ lún của nền: n σ zi hi gl S = 0,8∑ i =1 Ei 0,298 140,81 24,51 S = 0,8. ( + 136,88 + .. + 29,75 + ) = 1,8 (Cm) 9000 2 2 Nhận thấy S= 1,77 < ∆S =8 (Cm) thoả mãn điều kiện nén lún. biÓu ®å øng suÊt g©y lón
1 1 -1,4 0,7 2 1 3 103,72 140,81 114,56 119,49 125,41 75,12 136,26 45,98 147,10 VI- Tính toán độ bền và cấu tạo móng: Dùng bê tông mác 200, thép AII 1)Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng. h = 1,4 − 0,7 = 0,7 m h = h − a = 0,7 − 0,05 = 0,65 (m) 0 m bv
Vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc, nh ư vậy đài cọc khong bị đâm thủng. 2) Cấu tạo móng : a)Tính thép cho mặt cắt I-I (Theo phương cạnh dài) -Mô men ngàm tương ứng với mặt I-I M I − I = r1 .( P3 + P6 ) Trong đó : P3 = P6 = Pmax = 125,13( KN ) tt 1,2 − 0,3 có r1 = = 0,45(m) 2 Vậy: M I − I = 0,45 x 2 x125,13 = 112,61( KN .m) Diện tích cốt thép tương ứng với mặt I-I M I −I 122,61 Fa1 = = = 6,87(cm 2 ) 0,9.h0 .Ra 0,9 x 0,65 x 28 Chọn 8Φ12 F a = 8x1,131=9,048 ( cm 2 ) Chiều dài mỗi thanh; l * = l − 2 x0,025 = 1,7 − 2.0,025 = 1,65(m) Khoảng cách cần bố trí giữa các thanh thép: ' 0,012 b = b − 2 x(0,015 + 0,025 + 2 ) = 1,1 − 0,092 = 1,008(m) Khoảng cách giữa các tim cốt thép: ' a= b = 1,008 = 0,144 (m) ≈ 15 (cm) n −1 8 −1 Vậy : ta bố trí 8 thanh thép 12 cách nhau 15 (cm) b)Tính thép cho mặt cắt II-II (phương cạnh ngắn) -Mô men ngàm tương ứng với mặt II-II M II − II = r2 .( P1 + P2 + P3) Trong đó : P3 = Pmax = 125,13( KN ) tt P1 = Pmin = 64,87( KN ) tt
P2 = Ptb = 95( KN ) tt 0,6 − 0,2 có r2 = = 0,2(m) 2 Vậy: M II − II = 0,2(64,87 + 95 + 125,13) = 57( KN .m) Diện tích cốt thép tương ứng với mặt II-II FII − II = M II − II = 57 = 3,47(cm 2 ) 0,9.h0 .Ra 0,9 x0,65 x 28 Chọn 7Φ10 F a = 7 x 0,785=5,495 ( cm 2 ) Chiều dài mỗi thanh: b * = b − 2 x0,025 = 1,1 − 2.0,025 = 1,05(m) Khoảng cách cần bố trí giữa các thanh thép: ' 0,012 l = l − 2 x(0,015 + 0,025 + 2 ) = 1,7 − 0,092 = 1,608(m) Khoảng cách giữa các tim cốt thép: ' a= l = 1,608 = 0,26 (m) =26 (cm) n −1 7 −1 * Vậy : ta sẽ dùng 7 thanh thép Φ10, mỗi thanh cách nhau 26 (cm.) c) Hình vẽ:
t h ep c h o c u a c o t Ø6 300 7Ø 12 10 8Ø 1 600 600 50 2 100 1100 1 100 1700 100 100 2 p h u o n g a n mo n g c o c