Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN Tải trọng tác dụng Tải trọng/ phương án Đơn vị 2 V do tĩnh tải(DC) KN 2970 V do tĩnh tải(DW) KN 340 V do hoạt tải(LL+IM) KN 911 H do hoạt tải(LL+IM) KN 228 M do hoạt tải(LL+IM) KN 410 Phương dọc(D),ngang(N) cầu KN.M D Điều kiện thủy văn và chiều dài nhịp: Nội dung Đơn vị 5 Cao dộ MNCN(EL5) m 4,2 Cao dộ MNTN(EL3) m 2,7 Cao dộ MNTT(EL4) m 0,7 Cấp sông m V Cao độ mặt đất thiên nhiên(EL1) m 0,00 Cao độ sau xói(EL2) m -2,3 Chiều dài nhịp m 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Tải trọng tác dụng
Tải trọng/ phương án Đơn vị 2
V do tĩnh tải(DC) KN 2970
V do tĩnh tải(DW) KN 340
V do hoạt tải(LL+IM) KN 911
H do hoạt tải(LL+IM) KN 228
M do hoạt tải(LL+IM) KN 410
Phương dọc(D),ngang(N) cầu KN.M D
Điều kiện thủy văn và chiều dài nhịp:
Nội dung Đơn vị 5
Cao dộ MNCN(EL5) m 4,2
Cao dộ MNTN(EL3) m 2,7
Cao dộ MNTT(EL4) m 0,7
Cấp sông m V
Cao độ mặt đất thiên nhiên(EL1) m 0,00
Cao độ sau xói(EL2) m -2,3
Chiều dài nhịp m
1
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Các chỉ tiêu cơ lý của đất+ Lớp 1(2a): -9,28m
TT Chỉ tiêu cơ lý Kí hiệu Đơn vị Kết quả
1
Phân tích thành phần hạtPhần trăm hạt sỏi 0,00Phần trăm hạt cát 30,70
Phần trăm hạt mịn(sét, bụi) 68,802 Độ ẩm tự nhiên W % 26,473 Khối lượng thể tích γw g/cm3 1,964 Khối lượng riêng Gs g/cm3 2,725 Gới hạn chảy LL % 38,806 Giới hạn giẻo PL % 19,90
7Thí nghiệm cắt trực tiếp
Góc ma sát trong φ Độ 13,00Lực dính c KG/cm2 0,310
8Thí nghiệm nén ba trục(CU) 0,66
Góc ma sát trong φcu ĐộLực dính Ccu KG/cm2 -
9Thí nghiệm nén ba trục(UU) -
Góc ma sát trong φ ` ĐộLực dính có hiệu C’ KG/cm2 -
10 Thí nghiệm nở hông qu KG/cm2 -
11
Thí nghiệm nén cố kết
Áp lực tiền cố kết pc KG/cm2 -hệ số cố kết Cv×10^-3 cm2/s -Hệ số nén a×10^-1 cm2/KG -
Hệ số thấm Kv×10^-7 Kv×10^-7 cm2/s -Chỉ số nén Cc Cc -
Phần trăm hạt mịn(sét, bụi) 24,602 Độ ẩm tự nhiên W % 16,903 Khối lượng thể tích γw g/cm3 2,054 Khối lượng riêng Gs g/cm3 2,655 Gới hạn chảy LL % 24,386 Giới hạn giẻo PL % 15,87
7Thí nghiệm cắt trực tiếp
Góc ma sát trong φ Độ 32,00
Lực dính c KG/cm2 0,080
8Thí nghiệm nén ba trục(CU)
Góc ma sát trong φcu Độ -
Lực dính Ccu KG/cm2 -
9Thí nghiệm nén ba trục(UU)
Góc ma sát trong φ ` Độ -
Lực dính có hiệu C’ KG/cm2 -10 Thí nghiệm nở hông qu KG/cm2 -
11
Thí nghiệm nén cố kết
Áp lực tiền cố kết pc KG/cm2 -
hệ số cố kết Cv×10^-3 cm2/s -
Hệ số nén a×10^-1 cm2/KG -
Hệ số thấm Kv×10^-7 Kv×10^-7 cm2/s -
Chỉ số nén Cc Cc -Lớp 3: Cát sét,cát bụi,mầu xám vàng,xám trắng,thái chặt vừa đến chặt,bão hòa nước,(SC),(SM)
3
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
+ Lớp TK3-2: -15.08 =>-19.08
TT Chỉ tiêu cơ lý Kí hiệu Đơn vị Kết quả
1
Phân tích thành phần hạtPhần trăm hạt sỏi 0,60Phần trăm hạt cát 25,50
Phần trăm hạt mịn(sét, bụi) 73,902 Độ ẩm tự nhiên W % 25,693 Khối lượng thể tích γw g/cm3 1,974 Khối lượng riêng Gs g/cm3 2,725 Gới hạn chảy LL % 38,306 Giới hạn giẻo PL % 19,45
7Thí nghiệm cắt trực tiếp
Góc ma sát trong φ Độ 14,00Lực dính c KG/cm2 0,300
8Thí nghiệm nén ba trục(CU)
Góc ma sát trong φcu Độ -Lực dính Ccu KG/cm2 -
9Thí nghiệm nén ba trục(UU)
Góc ma sát trong φ ` Độ -Lực dính có hiệu C’ KG/cm2 -
10 Thí nghiệm nở hông qu KG/cm2 0,600
11
Thí nghiệm nén cố kết
Áp lực tiền cố kết pc KG/cm2 -hệ số cố kết Cv×10^-3 cm2/s -Hệ số nén a×10^-1 cm2/KG -
Hệ số thấm Kv×10^-7 Kv×10^-7 cm2/s -Chỉ số nén Cc Cc -
LớpTK 3-2: Sét gầy,mầu xám nâu,cứng(CL)
+ Lớp 3: -19.08=>-75.58 m
TT Chỉ tiêu cơ lý Kí hiệu Đơn vị Kết quả
4
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
1
Phân tích thành phần hạt
Phần trăm hạt sỏi 2,50
Phần trăm hạt cát 72,90
Phần trăm hạt mịn(sét, bụi) 24,602 Độ ẩm tự nhiên W % 16,903 Khối lượng thể tích γw g/cm3 2,054 Khối lượng riêng Gs g/cm3 2,655 Gới hạn chảy LL % 24,386 Giới hạn giẻo PL % 15,87
7Thí nghiệm cắt trực tiếp
Góc ma sát trong φ Độ 32,00
Lực dính c KG/cm2 0,080
8Thí nghiệm nén ba trục(CU)
Góc ma sát trong φcu Độ -
Lực dính Ccu KG/cm2 -
9Thí nghiệm nén ba trục(UU)
Góc ma sát trong φ ` Độ -
Lực dính có hiệu C’ KG/cm2 -10 Thí nghiệm nở hông qu KG/cm2 -
11
Thí nghiệm nén cố kết
Áp lực tiền cố kết pc KG/cm2 -
hệ số cố kết Cv×10^-3 cm2/s -
Hệ số nén a×10^-1 cm2/KG -
Hệ số thấm Kv×10^-7 Kv×10^-7 cm2/s -
Chỉ số nén Cc Cc -Lớp 3: Cát sét,cát bụi,mầu xám vàng,xám trắng,thái chặt vừa đến chặt,bão hòa nước,(SC),(SM)
PHẦN I
BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
5
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
1. Cấu trúc địa chất khu vực xây dựng.
Mô tả sơ bộ cấu tạo địa chất khu vực:
Tại lỗ khoan IC-T10, khoan xuống cao độ là – 73,58m, gặp 4 lớp đất như
II. kiÓm to¸n theo tr¹ng th¸I giíi h¹n cêng ®é I2.1. KiÓm to¸n søc kh¸ng däc trôc cäc ®¬n.2.1.1. TÝnh néi lùc t¸c dông lªn ®Çu cäc:Cách 1: Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc
Trường hợp tất cả các cọc đều thẳng đứng,tải trọng tác dụng lên đầu cọc được
xác định theo công thức sau :
Ni =Nn +
My .Xi
∑i=1
n
X2 + Mx. Yi
∑i=1
n
y2 (KN)
n : số lượng cọc trong móng
N: tổng tải trọng thẳng đứng ở TTGHCD ở đáy bệ
22
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Mx,My : mômen của tải trọng ngoài ở TTGHCĐ lấy đơi với trục 0X,0Y ở
III. kiÓm to¸n theo tr¹ng th¸I giíi h¹n sö dông3.1. X¸c ®Þnh ®é lón æn ®Þnh:
Do lớp đất 1, 2,3 là các lớp đất yếu, lớp đất 4 là lớp đất tốt nên độ lún ổn định
của kết cấu móng được xác định theo móng tương đương, theo sơ đồ như hình
vẽ:
Ta có: Db = 12920mm. Móng tương đương nằm trong lớp đất 4 và cách đỉnh
lớp đất 2 khoảng D’= 23 Db =
2× 129203 = 8613.3 mm.
Với lớp đất rời ta có công thức xác định độ lún của móng như sau:
27
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Sử dụng kết quả SPT: = corrNXIq ..30
Trong đó: I = 1- 0.125' 0.5D
X
Với:
: Độ lún của nhóm cọc (mm).
q : Áp lực tĩnh tác dụng tại 2Db/3 cho tại móng tương đương, áp lực này
bằng với tải trọng tác dụng tại đỉnh của nhóm cọc được chia bởi diện tích móng
tương đương và không bao gồm trọng lượng của các cọc hoặc của đất giữa các
cọc.
X : Chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc (mm), X = 2850 mm.
Db : Độ sâu chôn cọc trong lớp đất chịu lực.
D’ : Độ sâu hữu hiệu lấy bằng 2Db/3 (mm), D’ =8613.3 mm.
Ncorr: Giá trị trung bình đại diện đã hiệu chỉnh cho số đếm SPT của tầng
phủ trên độ sâu X phía dưới đế móng tương đương (Búa/300mm).
I : Hệ số ảnh hưởng của chiều sâu chôn hữu hiệu của nhóm.
Ta có: I = 1 0.125 D'X ≥0.5 =1-0.125× 8613.3
2850 =0.622
Tính q:
Kích thước của móng tương đương :
Chiều rộng móng tương đương chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa
nhất theo chiều ngang cầu + đường kính cọc:
Btđ = 2x1200 + 450 =2850 mm=2.85 m
Chiều dài móng tương đương chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa nhất
theo chiều dọc cầu + đường kính cọc:
Ltđ = 6x1200 +450 = 7650 mm=7.65 m
Diện tích móng tương đương là Atđ = Btđ x Ltđ = 2.85x 7.65 = 21.8 m2
Do đó: q = V
A t đ =6230.14
21.8 =285.8 KN/m2 = 0.286 (Mpa)
Tính Ncorr:
28
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
N92.1log77.0N '
v10corr
Trong đó:
Ncorr: Số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ.'v : Ứng suất thẳng đứng có hiệu (N/mm2).
N : Số đếm SPT trong khoảng tính lún. N được lấy bằng giá trị trung
bình của số đếm SPT của lớp đất được giới hạn trong khoang 5D phía trên mũi
cọc và 5D phía dưới mũi cọc.
Ta có: N =14'v = 0.321 (Mpa)
Thay số vào ta có:
=> = corrNXIq ..30
= = 22 (mm)
Vậy độ lún của nhóm cọc là: 22mm
IV. CƯỜNG ĐỘ CỐT THÉP CHO CỌC VÀ BỆ4.1. Tính và bố trí cốt thép dọc cho cọc
Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán và bố trí cốt thép là chiều dài đúc cọc :L = 28 (m). Được chia thành 3 đốt, hai đốt có chiều dài Ld = 9 m và một đốt có chều dài Ld = 10 m. Ta đi tính toán và bố trí cho từng đốt cọc.
4.1.1. Tính mô men theo sơ đồ cẩu cọc và treo cọcMô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép
Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2))Trong đó:
Mmax(1): Mômen trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
29
1,8 m
9x2.0L2.0 d
1,8
5.4
1,8
10.04
8.04
8.04
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Mmax(2): Mômen trong cọc theo sơ đồ treo cọc
Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld =9 m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọcCác móc cẩu đặt cách đầu cọc một đoạn :
Trọng lượng bản thân cọc được xem như tải trọng phân bố đều trên cả chiều dài đoạn cọc
q1 = gbt.A = 24,5 x 0,452 = 4,96 (kN/m)
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :
Tính toán cọc theo sơ đồ cẩu cọcTa có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là : Mmax(1)= 10.04 kN.m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc:Móc được đặt cách đầu cọc một đoạn:0.294Ld = 0.294 x 9 = 2.65(m)
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :
30
6.35
2.65
17.42
16.29
2 m
10
x2.0L2.0 d
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Tính toán cọc theo sơ đồ treo cọc
Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là : Mmax(2)= 17.42 KN.m
Vậy mô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép là :Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2) ) = max(10.04; 17.42) = 17.42 kN.m
Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld =10 m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọcCác móc cẩu đặt cách đầu cọc một đoạn :
Trọng lượng bản thân cọc được xem như tải trọng phân bố đều trên cả chiều dài đoạn cọc
q1 = gbt.A = 24,5 x 0,452 = 4,96 (kN/m)
31
262
12.4
9.92
9.92
7.06
2.94
21.44
20.18
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :
Tính toán cọc theo sơ đồ cẩu cọcTa có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là : Mmax(1)= 12.4 kN.m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc:Móc được đặt cách đầu cọc một đoạn:0.294Ld = 0.294 x 10 = 2.94(m)
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :
Tính toán cọc theo sơ đồ treo cọcTa có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là :
Mmax(2)= 21.44 KN.m
32
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Vậy mô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép là :Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2) ) = max(12.4; 21.44) = 21.44 kN.m
4.1.2. Tính và bố trí cốt thép dọc cho cọc
Ta chọn cốt thép dọc chủ chịu lực là thép ASTM A615MGồm 8 22 có fy = 420 MPa được bố trí trên mặt cắt ngang của cọc như hình vẽ :
Ø22
Ø8
50 2x150=300 50
502x
150=
300
50 Bố trí cốt thép dọc cho cọc
Ta đi tính duyệt lại mặt cắt bất lợi nhất trong trường hợp bất lợi nhất là mặt cắt có mô men lớn nhất trong trường hợp treo cọc:
+) Cọc có chiều dài Ld= 9 m thì Mtt = 17.42 KN.m +) Cọc có chiều dài Ld= 10 m thì Mtt = 21.44 KN.m
Kiểm tra bê tông có bị nứt hay không trong quá trình cẩu và treo cọc +) Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông là :
)MPa(334.32863.0'f63.0f cr
0.8.fr = 0.8x3.334 = 2.667 (MPa)Ứng suất kéo tại thớ ngoài cùng của mặt cắt nguyên :
+) Cọc có chiều dài Ld= 9 m:
+) Cọc có chiều dài Ld= 10 m:
33
mm
15.3
428
x400
x85.0
420
x)1161
774
1161(
f.d.85.0
fAfAfAa 'c
y'sy2sy1s
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Vậy: rct f8.0f Cọc không bị nứt khi cẩu và treo cọc Tính duyệt khả năng chịu lực
Nhận xét : Do cốt thép được bố trí đối xứng, mặt khác ta đã biết bê tông có cường độ chịu kéo nhỏ hơn nhiều so với cường độ chịu nén vì vậy trục trung hòa lệch về phía trên trục đối xứng.
Giả thiết tất cả các cốt thép đều chảy dẻo ys's fff
Phương trình cân bằng nội lực theo phương trục dầm :
y's
'cy2sy1s fAf.d.a85.0fAfA
Trong đó :As1và As2 : Diện tích cốt thép chịu kéo (mm2)
'sA : Diện tích cốt thép chịu nén (mm2)
)mm(1161387x3AA 2's1s
)mm(774387x2A 22s
'cf : Cường độ chịu nén của bê tông (Mpa),
'cf = 28 (Mpa)
fy : Cường độ chảy của côt thép, fy = 420 (Mpa)a : Chiều cao vùng nén tương đươngd : Đường kính cọc, d = 400 (mm)
E : Mô đun đàn hồi của cốt thép, )Mpa(10x2E 5
Chiều cao vùng nén tương đương được xác định theo công thức :
Do f’c =28 MPa Vị trí của trục trung hòa được xác định :
34
mm
18 .4
085.015.3
4ac
3's 1
0x7.01
8.4
0
50
18.4
0003.0
023.01
8.4
0
)18.4
0350
(003.01s
014.01
8.4
0
)18.4
0225
(003.02s
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
Kiểm tra sự chảy dẻo của cốt thép chịu kéo và chịu nén theo điều kiện :
s
'y'
y
's'
s Ef
cdc
003.0
s
yy
1s1s E
fc
cd003.0
s
yy
2s2s E
fc
cd003.0
Trong đó :ds1 và ds2 : Khoảng cách từ trọng tâm của cốt thép chịu kéo đến thớ bê tông
chịu nén ngoài cùng'sd : Khoảng cách từ trọng tâm của cốt thép chịu nén đến thớ bê tông chịu
nén ngoài cùngTa có :
35
s
yy
'y 10x1.210x2
420Ef
Vậy tất cả các cốt thép đều chảy Giả thiết là đúng
Mô men kháng uốn danh định là :
's1sy
's2s1sy2s1s
'cn ddfAddfA2
adf.d.a85.0M
35
50
350
420
x1161
225
350
420
x7742
15.3
4350
28
x400
x15.3
4x8
5.0Mn
42.017
8.022
5
18.4
0dc2s
022.040
0)5
0400
(387
x8bxd
As
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
= 213.89x106 N.mm = 213.89 KN.m
Mô men kháng uốn tính toán là :
> Mtt = 21.44 (kN.m) Đạt
Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa và hàm lượng cốt thép tối thiểu
=> Đạt
002.04202803.0f
'f03,0y
cmin
=> min => Đạt
Kết luận: Cốt thép được chọn và bố trí như trên là đảm bảo khả năng chịu lực
4.2. Bố trí cốt thép đai cho cọcDo cọc chủ yếu chịu nén, chịu cắt nhỏ nên không cần duyệt về cường độ của
cốt thép đai. Vì vậy cốt thép đai được bố trí theo yêu cầu về cấu tạo. Đầu mỗi cọc ta bố trí với bước cốt đai là 50 mm trên một chiều dài là: 800
mm. Tiếp theo ta bố trí với bước cốt thép đai là 100 mm trên một chiều dài là:
1100mm ( đối với cọc 9 m) va 1200mm ( đối với cọc 10 m) Đoạn còn lại của mỗi đoạn cọc (phần giữa đoạn cọc) bố trí với bước cốt
đai là : 150 mm
4.3. Chi tiết cốt thép cứng mũi cọcCốt thép mũi cọc có đường kính 40, với chiều dài 100 mmĐoạn nhô ra khỏi mũi cọc là 50 mm
36
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
4.4. Lưới cốt thép đầu cọcỞ đầu cọc bố trí một số lưới cốt thép đầu cọc có đường kính 6 mm ,với
mắt lưới a = 5050mm. Lưới được bố trí nhằm đảm bảo cho bê tông cọc không bị phá hoại do chịu ứng suất cục bộ trong quá trình đóng cọc.
4.5. Vành đai thép đầu cọc
Đầu cọc được bọc bằng một vành đai thép bằng thép bản có chiều dày =10mm nhằm mục đích bảo vệ bê tông đầu cọc không bị hỏng khi đóng cọc và ngoài ra còn có tác dụng để hàn nối các đốt cọc trong khi thi công với nhau.
4.6. Cốt thép móc cẩuCốt thép móc cẩu được chọn có đường kính 22. Do cốt thép bố trí trong
cọc rất thừa vì vậy ta có thể sử dụng luôn cốt thép móc cẩu làm móc treo khi đó ta không cần phải làm móc thứ 3 tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công và để cọc trong bãi
Khoảng cách từ đầu mỗi đoạn cọc đến mỗi móc neo là a = 1.8 m = 1600 mm (đối với cọc 9m) và a = 2 m = 2000 mm ( đối với cọc 10m)
37
Đồ Án Nền và Móng Sinh Viên: LÊ ANH VĂN
V. TÍNH MỐI NỐI THI CÔNGTa sử dụng mối nối hàn để nối các đoạn cọc lại với nhau. Mối nối phải đảm
bảo cường độ mối nối tương đương hoặc lớn hơn cường độ cọc tại tiết diện có mối nối.
Để nối các đốt cọc lại với nhau ta sử dụng 4 thép góc L-10010012 táp vào 4 góc của cọc rồi sử dụng đường hàn để liên kết hai đầu cọc (đối với cọc đặc, vuông ta thường sử dụng mối nối hàn; đối với cọc tròn, ống ta thường sử dụng mối nối bu lông). Ngoài ra để tăng thêm an toàn cho mối nối ta sử dụng thêm 4 thép bản 500x100x10mm được táp vào khoảng giữa hai thép góc để tăng chiều dài hàn nối.