thuyết minh đồ án nền móng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2014 GVHD: THẦY ĐINH HOÀI LUÂN
SVTH: NGÔ ANH HUY
PHẦN III
NỀN MÓNG
(KHỐI LƯỢNG 20%)
Trang 183

SVTH: NGÔ ANH HUY
CHƯƠNG 1
ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
1.1. CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CÁC LỚP ĐẤT
Địa tầng của khu vực công trình gồm các lớp cơ bản như sau:
+ Lớp 1: Lớp đất đắp chiều dày 0,3m, chiều sâu chân lớp -2,05m. Lớp này
không lấy mẫu thí nghiệm.
+ Lớp 2: Sét pha màu xám xanh. Trạng thái dẽo chảy chiều dày 3,2m chiều
sâu chân lớp -5,85m. Kết quả thí nghiệm có chỉ tiêu cơ lý như sau:
Thành phần hạt
Hàm lượng hạt sạn: 0,0%
Hàm lượng hạt cát: 39,5%
Hàm lượng hạt bột: 31,4%
Hàm lượng hạt sét: 29,1%
Độ ẩm W = 24,17%
Dung trọng tự nhiên wγ = 19,5kN/m3
Tỷ trọng ∆ = 2,65
Hệ số rỗng 0ε =0,687
Giới hạn chảy WI= 25,43%
Giới hạn dẽo Wp= 13,41%
Chỉ số dẽo IP= 12,02%
Độ sệt B=0,9
Góc ma sát trong ϕ = 07o
53’
Lực dính C= 11,3kN/m2
Áp lực tiêu chuẩn Rtc= 71.45kN/m2
+ Lớp 3: Sét màu xám xanh đốm vàng đốm đỏ. Trạng thái dẽo cứng chiều
dày 1,7m chiều sâu chân lớp -7,55m. Kết quả thí nghiệm có chỉ tiêu cơ lý như sau:
Thành phần hạt
Độ ẩm W = 27,00%
Độ sệt B=0,34
21’
Áp lực tiêu chuẩn Rtc= 134,91kN/m2
Trang 184

SVTH: NGÔ ANH HUY
+ Lớp 4: Sét màu xám xanh. Trạng thái nửa cứng chiều dày 1,7m chiều sâu
chân lớp -9,25m. Kết quả thí nghiệm có chỉ tiêu cơ lý như sau:
Thành phần hạt
Độ ẩm W = 22,13%
Độ sệt B=0,23
15’
+ Lớp 5: Sét màu xám nâu. Trạng thái cứng chiều dày 2,2m chiều sâu chân
lớp -11,45m. Kết quả thí nghiệm có chỉ tiêu cơ lý như sau:
Thành phần hạt
Độ ẩm W = 21,99%
Độ sệt B=-0,04
17’
Trang 185

SVTH: NGÔ ANH HUY
+ Lớp 6: Sét màu xám nâu. Trạng thái nửa cứng chiều dày 1,9m chiều sâu
Thành phần hạt
Độ ẩm W = 21,95%
Độ sệt B=0,20
55’
+ Lớp 7: Sét màu xám nâu. Trạng thái cứng chiều dày 3,7m chiều sâu chân
Thành phần hạt
Độ ẩm W = 21,99%
Độ sệt B=-0,04
17’
Trang 186

SVTH: NGÔ ANH HUY
+ Lớp 8: Cát pha màu xám vàng. Trạng thái dẻo dày 1,9m chiều sâu chân
Thành phần hạt
Độ ẩm W = 22,34%
Độ sệt B=0,22
42’
+ Lớp 9: Sét pha màu xám trắng. Trạng thái cứng chiều dày 8,6m chiều sâu
Thành phần hạt
Độ ẩm W = 20,8%
Độ sệt B=0,17
12’
Trang 187

SVTH: NGÔ ANH HUY
+ Lớp 10: Sét màu nâu vàng. Trạng thái nữa cứng chiều dày 2,2m chiều sâu
Thành phần hạt
Độ ẩm W = 26,12%
Độ sệt B=0,15
41’
+ Lớp 11: Cát bụi màu xám vàng. Trạng chặt vừa chiều dày >5m chiều sâu
Thành phần hạt
Độ ẩm W = 27,74%
41’
1.2. KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ
Trên cơ sở các số liệu thu thập đã cung cấp những thông tin cần thiết để lựa
chọn và thiết kế nền móng an toàn và kinh tế nhất.
Nền đất tại đây chia làm 3 phần:
+ Phần trên bao gồm các lớp 1, 2, 3 thành phần chủ yếu là sét và bùn sét,
trạng thái chảy đến nhão là các lớp đất yếu.
+ Phần giữa gồm các lớp 4, 5, 6, 7, 8 thành phần chủ yếu là sét, sét pha, cát
pha trạng thái dẻo đến cứng là các lớp đất tương đối tốt.
+ Phần cuối gồm các lớp 9, 10, 11 thành phần chủ yếu sét, sét pha, cát bụi
có trạng thái chặt vừa đến cứng là các lớp đất tốt.
Trang 188

SVTH: NGÔ ANH HUY
Trang 189

SVTH: NGÔ ANH HUY
CHƯƠNG 2
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG
2.1. GIẢI PHÁP MÓNG NÔNG
Dựa vào số liệu thì nghiệm, tài liệu địa chất khu vực, theo thành phần các lớp
và tính chất cơ lý của chúng, xét thấy phương án móng nông là không đảm bảo chịu
lực cho công trình bởi vì tải trọng không trình khá lớn các lớp đầu tiên của địa tầng
không đảm bảo chịu tải trọng công trình.
2.2. GIẢI PHÁP MÓNG SÂU
Trong những năm gần đây mật độ xây dựng các khu trung cư cao tầng ,văn
phòng làm việc cao tầng… ngày càng nhiều tại nước ta, đòi hỏi việc phân tích, lựa
chọn giải pháp cho các công trình này phải được kinh tế và bền vững. Giải pháp
chọn móng cho các công trình này thường là móng sâu là móng cọc bê tông cốt thép
chế tạo sẵn và cọc khoan nhồi. Bởi vì chúng có khả năng cắm vào các lớp đất tốt ở
độ sâu tương đối lớn
CHƯƠNG 3
PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP BTCT
3.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MÓNG CỌC ÉP
3.1.1. Ưu điểm
Khả năng chịu lực tương đối tốt, có thể cắm sâu vào lớp đất tốt.
Thi công dễ dàng không đòi hỏi kỹ thuật cao.
Không gây chấn động làm phá hoại vùng đất xung quanh cọc và không ảnh
hưởng đến công trình xung quanh.
Các đoạn cọc được chế tạo từ các cơ sở sản xuất chuyên do đó chất lượng
cọc được chứng nhận và kiểm tra.
3.1.1. Nhược điểm
Đối với các công trình lớn thì số lượng cọc tăng lên hoặc phải tăng kích
thước cọc dẫn đến kích thước đài cọc tăng lên không kinh tế.
Quá trình ép cọc thường gặp phải các sự cố như gặp phải lớp đất cứng, đá
cuội, đá mồ côi mà trong khi khoan địa chất không phát hiện được. Các sự cố
thường gặp khi ép cọc như : cọc đạt độ chối khi chưa ép đến chiều sâu thiết kế hoặc
cọc bị phá hoại trong quá trình ép…
Các mối nối giữa các đoạn cọc khó kiểm soát.
3.2. CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN
3.2.1. Tải trọng tính toán
Tải trọng tính toán là tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vượt tải được xác
định sau khi tổ hợp nội lực và giải khung ta đưa nội lực nguy hiểm nhất đặt tại chân
cột gồm: moment M, lực cắt Q, lực dọc N.
Từ kết quả nội lực giải khung do phần mềm phân tích kết cấu tính được ở tất
cả các trường hợp tải trọng (COMB), lựa chọn 3 cặp nội lực để tính toán
Trang 190

SVTH: NGÔ ANH HUY
Các cặp nội lực được chọn:
+ Nmax ; Mt.ư ; Qt.ư (dùng để tính toán móng)
Tên cột
Tên phần
tử
Tổ hợp
Lực dọc N
(kN)
Lực cắt
Q(kN)
Momen
M(kNm)
5-A C1 COMB26 -992,367 -20,667 -61,1965
5-B C9 COMB8 -2051,74 0,972 -9,0571
5-C C17 COMB8 -2605,64 -2,102 -8,7271
5-D C25 COMB8 -3428,11 -8,857 -23,7532
5-E C33 COMB18 -2192,06 60,956 192,1228
+ Mmax ; Nt.ư ; Qt.ư (dùng để kiểm tra chuyển vị ngang, xoay)
Tên cột
Tên phần
tử
Tổ hợp
Lực dọc N
(kN)
Lực cắt
Q(kN)
Momen
M(kNm)
5-A C1 COMB10 -780,501 -22,374 -66,4803
5-B C9 COMB9 -1497,46 46,062 151,6047
5-C C17 COMB10 -1998,91 -72,758 -260,227
5-D C25 COMB10 -2660,9 -93,423 -334,888
5-E C33 COMB9 -1797,46 63,659 205,782
+ Qmax ; Nt.ư ; Mt.ư (dùng để kiểm tra chuyển vị ngang, xoay)
Tên cột
Tên phần
tử
Tổ hợp
Lực dọc N
(kN)
Lực cắt
Q(kN)
Momen
M(kNm)
5-A C1 COMB10 -780,501 -22,374 -66,4803
5-B C9 COMB10 -1594,47 -43,585 -167,442
5-C C17 COMB10 -1998,91 -72,758 -260,227
5-D C25 COMB10 -2660,9 -93,423 -334,888
5-E C33 COMB9 -1797,46 63,659 205,782
3.2.2. Tải trọng tiêu chuẩn
Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới
hạn thứ II. Tải trọng lên móng đã xác định là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các
tải trọng tiêu chuẩn lên móng đúng ra phải giải nội lực khung bằng cách nhập tải
trọng tiêu chuẩn. Tuy nhiên để đơn giản, quy phạm cho phép dùng hệ số vượt tải
trung bình n = 1,15. Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn xác định bằng cách lấy tải trọng
tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình n = 1,15.
3.3. QUAN NIỆM TÍNH
Việc tính toán móng dựa trên tiêu chuẩn TCVN 10304:2014: Móng cọc –
Tiêu chuẩn thiết kế.
Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên chịu khi chiều sâu
chôn đài dảm bảo chiều sâu chôn đài tối thiểu, do đó cọc bê tông cốt thép chỉ chịu
nén hoặc kéo.
Đài cọc xem là tuyệt đối cứng khi truyền xuống cọc.
Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền trực tiếp lên các cọc chứ
không truyền qua các lớp đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc.
Trang 191

SVTH: NGÔ ANH HUY
Khi kiểm tra cường độ của đất nền và tính lún cho móng cọc thì ta xem cọc
và phần đất xung quanh cọc như một khối móng quy ước. Vì vậy việc tính toán khối
móng quy ước của móng cọc như với móng nông trên nền thiên nhiên (bỏ qua ma
sát xung quanh khối móng), nên giá trị mô men tính toán tại đáy khối móng quy ước
lấy gần đúng bằng với giá trị mô men tại đáy đài cộng với giá trị mô men do tải
ngang gây ra.
3.4. THIẾT KẾ MÓNG ĐIỂN HÌNH
Thiết kế móng điển hình tại vị trí cột trục 5-D với cặp nội lực Nmax ;Mt.ư ; Qt.ư
3.4.1. Nội lực tác dụng lên móng
Từ kết quả tính toán của phần mềm phân tích kết cấu ta chọn được cặp nội
lực để tính toán của cột trục trục 5-D (C25)
Ntt = Nmax= 3428,112kN
tt
tc
3428,1N
N = = =2980,96kN
1,15 1,15
12
Mt.ư = 23,753kN.m
tt
tc
23,75M
M = = =20,655kNm
1,15 1,15
3
Qt.ư= 8,857kN
tt
tc
8,8Q
Q = = =7,702kN
1,15 1,15
57
3.4.2. Vật liệu làm móng
+ Bê tông cấp độ bền B25:
 Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 14,5 MPa = 1,45 kN/cm2
.
 Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 1,05 MPa = 0,105 kN/cm2
.
 Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 30x103
MPa = 3x103
kN/cm2
.
+ Cốt thép chịu lực , nhóm CIII đối với Φ ≥ 10mm:
 Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán:
Rs = Rsc = 365 MPa = 36,5 kN/cm2
.
 Cường độ chịu kéo của cốt đai : Rsw = 290 MPa = 29,0 kN/cm2
.
Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 20x104
MPa = 20x103
kN/cm2
.
+ Cốt thép đai nhóm CI đối với Φ < 10mm:
Rs = Rsc = 225 MPa = 22,5 kN/cm2
.
 Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: Rsw = 175 MPa = 17,5 kN/cm2
.
Trang 192

SVTH: NGÔ ANH HUY
3.4.3. Chọn sơ bộ kích thước cọc
3.4.3.1. Chọn chiều sâu đài cọc
Chiều sâu h được tính từ mặt đất tự nhiên phải thỏa điều kiện móng cọc đài
thấp, tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận. Vì vậy độ
sâu đặt đài (Df) phải đảm bảo điều kiện cân bằng giữa tải trọng ngang lớn nhất và áp
lực bị động của đất từ đáy đài trở lên.
0 ax
min
0
0
2
0,7* 45
2
7 53' 2*93,423
0,7* 45 1,2
2 19,5*2,25
tt
m
Q
h tg
B
tg m
ϕ
γ
 
= − ÷
 
 
= − = ÷
 
∑
Trong đó:
Q là lực ngang lớn nhất Q = 93,423 kN.
γ: Dung trọng tự nhiên lớp đất đặt đài cọc, γ = 19,5 kN/m3
.
B là bề rộng đài giả định B = 2,25 m.
φ: Góc ma sát trong, φ = 70
53’.
Chọn chiều sâu đặt đài cọc Df = 2 m.
3.4.3.2. Chọn kích thước sơ bộ cọc
Do cấu tạo địa chất để đảm bảo cọc phải cắm vào lớp đất tốt nên ta dự định
chiều sâu cọc phải cắm vào lớp đất số 9 (lớp sét pha màu nâu vàng trạng thái nửa
cứng), mũi cọc sẽ cắm vào lớp số 9 là 3m. Vậy chiều dài cọc sẽ là:
Lcọc= 16,6 + 3 – 2 + 0,5 + 0,1=18,2m
Với độ sâu đáy lớp 8 là 16,6m
Cọc cắm vào lớp 9 là 3m
Chiều sâu chôn đài là 2m
Đoạn phá đầu cọc là 0,5m
Đoạn cọc ngàm vào đài là 0,1m
Chọn cọc có kích thước bxh = 350 x 350,
Diện tích tiết diện cọc: Ac = 0,35x0,35 = 0,1225 (m2
)
Chu vi cọc: u = 4x0,35 = 1,4 (m)
Chọn cọc đúc sẵn gồm 2 đoạn cọc.
3.4.4. Tính toán cốt thép trong cọc
Thép trong cọc được tính toán chủ yếu đảm bảo yêu cầu vận chuyển và lắp
dựng trong quá trình thi công.
Trọng lượng bản thân cọc:
* * * * 1,1*25*0,35*0,35*2 6,73(kN/ )G n b h mγ µ= = =
Với 2µ = là hệ số tải trọng xung kích khi cẩu móc cọc
+ Khi vận chuyển cọc
Trang 193

SVTH: NGÔ ANH HUY
2421 6858 2421
11700
0,207L 0,207L
M1-
M1-
M1+
Hình 3.1 Biểu đồ mô men trong cọc khi vận chuyển cọc.
-Momen lớn nhất theo sơ đồ vận chuyển:(a=0,207L=0,207x11,7=2,421 m)
2 2
1max
* 6,73*2,421
19,72
2 2
q a
M kNm= = =
Trang 194

SVTH: NGÔ ANH HUY
+ Khi cẩu lắp cọc
Hình 3.2 Biểu đồ mô men trong cọc khi cẩu lắp cọc.
- Mômen lớn nhất :
M2max = 0,068*ql2
= 0,068*6,73*11,72
= 62,64 kNm
Để an toàn ta lấy giá trị mô men lớn nhất trong 2 trường hợp này thiết kế
Mô men lớn nhất Mmax = 62,64 kNm
Diện tích cốt thép được tính theo công thức gần đúng:
max 2
0
62,64*100
6,15
0,9* * 0,9*36,5*(35 4)
s
s
M
A cm
R h
= = =
−
Chọn 4 18φ có As= 10,18cm2
+ Tính toán móc treo
Lực một nhánh thép phải chịu trong quá trình cẩu cọc: Fk = q * l
Hình 3.3: Sơ đồ tính toán móc treo
- Lực kéo ở một nhánh:
' . 6,73*11,7
39,37
2 2 2
k c
k
F q l
F kN= = = =
- Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp treo cọc lên giá ép (một móc).
Fk = q * lc = 6,73 * 11,7 = 78,74 kN.
- Để an toàn trong vận chuyển và treo cọc lên giá ép, ta chọn lực kéo lớn nhất
trong hai truờng hợp trên để tính lấy Fk = 78,74 kN.
Trang 195

SVTH: NGÔ ANH HUY
- Diện tích cốt thép của móc cẩu:
278,74
2,15
36,5
k
S
S
F
A cm
R
= = =
- Chọn thép móc cẩu 1 18φ có 2
2,54ch
sA cm=
Tính đoạn neo móc treo :
Công thức xác định đoạn neo :
Ln= s
n
b
R
m d
R
λ
 
+ ÷
 
d đường kính cốt thép, thép neo trong vùng bêtông chịu kéo mn=0,7 ,thép có
gờ λ =11
⇒ Ln= ( ) ( )
36,5
0,7 11 *1,8 51,3 30 60
1,45
cm d cm
 
+ = < = ÷
 
Vậy ta chọn Ln = 60 cm.
3.4.5. Xác định sức chịu tải của cọc
Sức chịu tải của cọc được xác định bằng giá trị nhỏ nhất của:
+ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Rvl
1
.
+ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền Rc.u
2
.
+ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền Rc.u
3
.
+ Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT Rc.u
4
.
3.4.5.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu được tính như sau:
( )1 s s b bR A R A Rϕ= +
Rb = 1,45(kN/cm2
): Cường độ chịu nén của bê tông
Rs = 36,5 (kN/cm2
): Cường độ chịu nén của cốt thép
As= 10,18cm2
Diện tích tiết diện cốt thép.
Ab = 1225(cm2
): Diện tích tiết diện cọc
ϕ : hệ số điều kiện làm việc có xét đến sự uốn dọc của cọc
2
1,028 0,0000288 0,0016ϕ λ λ= − −
Với λ xác định theo 2 trường hợp sau đó chọn giá trị lớn nhất
Trang 196

SVTH: NGÔ ANH HUY
+ TH1 Khi thi công
Hình 3.4 Hình xác định hệ số uốn dọc khi thi công
0 * 1*6,8 6,8l v L= = =
/ 6,8 / 0,35 19,42ol rλ = = =
+ TH2 Khi cọc chịu tải
Hình 3.5 Hình xác định hệ số uốn dọc khi chịu tải
0 * 0,5*17,6 6,16l v L= = =
/ 6,16 / 0,35 17,6ol rλ = = =
Chọn 19,42λ =
=> 2
1,028 0,0000288*19,42 0,0016*19,42 0,986ϕ = − − =
( ) ( )1
0,986 10,18*36,5 1225*1,45 2117,893vl s s b bR A R A R kNϕ= + = + =
Trang 197

SVTH: NGÔ ANH HUY
3.4.5.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền
- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền xác định theo công
thức:
2
, ( )c u c cq b b cf i iR q A u f lγ γ γ= + ∑
Trong đó:
- cγ là hệ số điều kiện làm việc của cọc cγ =1.
- cqγ là hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc lấy cqγ =1
- qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc. Vì cọc cắm vào lớp
đất dính nên giá trị qp lấy theo bảng 7 TCVN 10304: 2014. Ứng với độ sệt của lớp
thứ 9 B= 0,17 và chiều sâu cắm cọc là 3m ta tra được qp= 680kN/m2
- Ab là diện tích mũi cọc Ab= 0,35*0,35=0,1225m2
- u là chu vi cọc u= 0,35*4=1,4m
- cfγ là hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc lấy theo bảng 5
TCVN 10304: 2014.
- fi là cường độ sức kháng trung bình của lớp thứ i trên thân cọc lấy
theo bảng 3 TCVN 10304: 2014.
- li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp thứ i.
Chia lớp đất dưới móng thành các lớp đất đồng nhất, chiều dày mỗi
lớp ≤ 2mét như hình vẽ.
Hình 3.6 Hình phân chia lớp đất dưới móng và chiều sâu chôn cọc
Trang 198

SVTH: NGÔ ANH HUY
Bảng 3.1 Bảng tính lực ma sát của từng lớp đất mà cọc đi qua
Tên lớp
đất
Loại đất
Chỉ số
sệt cfγ li (m) z (m) fi i icf
l fγ∑
1,2 Sét pha màu xám xanh 0,9 0,8 1,5 3,00 5,50 6,60
3 Sét màu xám xanh 0,43 0,8 1,7 4,35 25,60 34,82
4 Sét màu xám xanh 0,23 0,8 1,7 6,05 53,29 72,47
5 Sét màu xám nâu
-0,04 0,8 2 7,90 61,80 98,88
-0,04 0,8 0,2 9,00 61,85 9,90
6 Sét màu xám nâu 0,2 0,8 1,9 10,05 65,07 98,91
-0,04 0,8 2 12,00 67,80 108,48
-0,04 0,8 1,7 13,85 70,39 95,73
8 Cát pha xám vàng 0,25 0,8 1,9 15,65 62,28 94,67
9 Sét pha màu xám trắng
0,14 0,8 2 17,6 64,62 103,39
0,14 0,8 1 19,10 77,40 61,92
Tổng 785,76
- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái đất nền
( )
2
, ( )
1 1*680*0,1225 1,4*785,76 1183,364
c u c cq b b cf i iR q A u f l
kN
γ γ γ= + ∑
= + =
3.4.5.3. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền
Công thức xác định:
3
,c u b b i iR q A u f l= + ∑
qp là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc:
' ' '
b c qq cN q N= +
c là lực dính tại lớp đất mũi cọc c=41,4kN/m2
Góc ma sát ϕ =170
12’
Lb là chiều sâu cọc cắm trong lớp đất tốt Lb= 17,6m
D là đường kính cọc
Tỉ số Lb/D= 17,6/0,35=50,29
Từ ϕ và Lb/D tra được (Lb/D)cr=8,57
Lb/D >
( / ) 3,5
1,75
2 2
b crL D
= = , tra biểu đồ ta có
'
25cN =
'
9qN =
Trang 199

SVTH: NGÔ ANH HUY
Hình 3.7 Biểu đồ xác định sức chịu tải của đất dưới mũi cọc
'
q là ứng suất pháp hữu hiệu thep phương thẳng đứng tại mũi cọc.
Bảng 3.2 Bảng tính ứng suất hữu hiệu tại độ sâu mũi cọc
TT
Tên lớp
đất
Chiều
dày (m)
'
γ
(kN/m3
)
'
vσ
(kN/m2
)
1
2
2 9,5 19
2 1,5 9,5 33,25
3 3 1,7 9,5 49,4
4 4 1,7 10,3 66,91
5
5
2 10,22 87,35
6 0,2 10,22 89,394
7 6 1,9 10 108,39
8
7
2 10,22 128,83
9 1,7 10,22 146,21
10 8 1,9 9,9 165,02
11 9 3 10,5 196,52
=> ' ' ' 2
41,4*25 196,52*9 2803,68 /b c qq cN q N kN m= + = + =
Ab là diện tích mũi cọc Ab=0,1225m2
u là chu vi cọc u=1,4m
fi là cường độ sức kháng trên thân cọc ở lớp thứ I, được xác định:
Trang 200

SVTH: NGÔ ANH HUY
i uf cα= ( cọc đi qua các lớp đất dính)
α là hệ số phụ thuộc đặc điểm lớp đất dính tra ở Hình G1 –
Phục lục G TCVN 10304:2014
cu là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính
được xác định cu=6,25Nc với Nc là chỉ số SPT trung bình
Bảng 3.3 Bảng tính cường độ sức kháng trên thân cọc
Tên lớp
Chiều
dày l(m)
Chỉ số
SPT
trung
bình
cu.i α fi fi*l
2 1,5 8,5 53,125 0,90 47,813 71,719
3 1,7 17 106,25 0,53 55,781 94,828
4 1,7 31 193,75 0,33 63,938 108,69
5 2,2 25 156,25 0,38 59,375 130,63
6 1,9 34 212,5 0,32 68 129,2
7 3,7 23 143,75 0,39 56,063 207,43
8 1,9 24 150 0,38 57 108,3
9 3 25 156,25 0,38 59,375 178,13
Tổng 1028,9
Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học:
3
,
2803,68*0,1225 1,4*1028,9 1783,9
c u b b i iR q A u f l
kN
= +
= + =
∑
3.4.5.4. Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm SPT
Sức chịu tải cực hạn theo kết quả thí nghiệm SPT được xác định theo công
thức Nhật Bản:
( )4
, . . . .c u b b c i c i s i s iR q A u f l f l= + +∑
qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb= 9cu
cu là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính được xác định
cu=6,25Nc với Nc là chỉ số SPT trung bình tại lớp đất mũi cọc Nc= 24.
cu= 6,25*24= 150 kN/m2
=> qb= 6*150= 900 kN/m2
Ab là diện tích cọc Ab= 0,1225m2
fc,i là cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i
.1 .c p L u if f cα=
pα là hệ số điều chỉnh cho cọc phụ thuộc vào tỉ lệ '
/u vc σ
fL là hệ số điều chỉnh theo độ phân mảnh fL=1
cu,i là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính được xác
định cu= 6,25Nc với Nc là chỉ số SPT trung bình tại lớp đất dính thứ i
Trang 201

SVTH: NGÔ ANH HUY
Bảng 3.4 Bảng tính ứng suất hữu hiệu
TT
Tên lớp
đất
Chiều
dày (m)
'
γ
(kN/m3
)
'
vσ
(kN/m2
)
1
1,2
2 9,5 19
2 1,5 9,5 33,25
3 3 1,7 9,5 49,4
4 4 1,7 10,3 66,91
5
5
2 10,22 87,35
6 0,2 10,22 89,394
7 6 1,9 10 108,39
8
8
2 10,22 128,83
9 1,7 10,22 146,21
10 8 1,9 9,9 165,02
11 9 3 10,5 196,52
Tên
lớp
đất
Chiều
dày
l(m)
Chỉ số
SPT
trung
bình
cu.i
'
vσ
(kN/m2
)
.
'
u i
v
c
σ
α fL fc.i fs/c.il
2 1,5 8,5 53,125 33,25 1,60 0,5 1 26,563 39,84
3 1,7 17 106,25 49,4 2,15 0,5 1 53,125 90,31
4 1,7 31 193,75 66,91 2,90 0,5 1 96,875 164,69
5 2,2 25 156,25 89,394 1,75 0,5 1 78,125 171,88
6 1,9 34 212,5 108,39 1,96 0,5 1 106,25 201,88
7 3,7 23 143,75 146,21 0,98 0,5 1 71,875 265,94
8 1,9 24 150 165,02 0,91 0,5 1 75 152,00
9 3 25 156,25 196,52 0,67 0,65 1 101,56 203,13
Tổng 1381,72
Sức chịu tải cực hạn theo kết quả thí nghiệm SPT
( )4
, . . . .
900*0,1225 1,4*1381,72 2044,658
c u b b c i c i s i s iR q A u f l f l
kN
= + +
= + =
∑
- Sức chịu tải của đất nền
2 3 4
, , , ,min( ; ; )
min(1183,364;1783,9;2044,658) 1183,364
c k c u c u c uR R R R
kN
=
= =
- Cường độ tính toán của cọc theo đất nền
,
,
1183,364
739,603
1,65
c d
c d
k
R
R kN
γ
= = =
- Kiểm tra diều kiện cọc chịu nén
Trang 202

SVTH: NGÔ ANH HUY
0
, .c d c d
n
N R
γ
γ
≤
Việc kiểm tra điều kiện cọc chịu nén sẽ thực hiện sau khi có kết quả tính lực
tác dụng lên đầu cọc.
- Sức chịu tải thiết kế của cọc
Rthiếtkế = min(Rc,u, Rvl
1
) = min(739,603;1859,499) = 739,603 kN.
3.4.6. Thiết kế móng
3.4.6.1. Tải trọng tính toán
Nmax= -3428,112kN
Mt.ư = -23,753kN.m
Qt.ư= -8,857kN
3.4.6.2. Xác định số lượng cọc trong đài
Với kích thước sơ bộ và chiều sâu đặt đài đã làm ở mục 3.4.3.1 ta có bề rộng
đài B=2,25m
- Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài lấy 3
20 /tb kN mγ =
1,1*20*2,25*2,25*2 211,667sb tb d dN n A H kNγ= = =
- Số lượng cọc sơ bộ:
( ) (3428,112 211,667)
1,2* 5,7
739,603
tt tt
sb
c
tk
N N
n
R
µ
+ +
≥ = =
Chọn 1,2µ = là hệ số ảnh hưởng của momen
Vậy chọn số lượng cọc trong đài là 6 cọc
- Bố trí cọc trong đài:
+ Khoảng cách các cọc trong đài theo phương x là 1,05m
+ Khoảng cách các cọc trong đài theo phương y là 1,4m
+ Khoảng cách của mép cọc tới mép đài là 0,25m
+ Chiều cao đài chọn hđ= 1,1m
Hình 3.8 Kích thước đài móng và bố trí cọc
Trang 203

SVTH: NGÔ ANH HUY
3.4.6.3. Kiểm tra chọc thủng cho đài cọc
Hình 3.9 Hình tháp chọc thủng đài móng
- Vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài các cọc nên không cần
phải kiểm tra đâm thủng.
- Vậy chiều cao đài đã chọn thoả điều kiện.
3.4.6.4. Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm
Sức chịu tải của nhóm cọc:
hom ( )n c a tk ttQ n Q Nη= ≥ ∑
Trong đó:
homnQ : sức chịu tải của nhóm cọc.
cn :số cọc trong đài.
,a tkQ :sức chịu tải thiết kế của cọc
η hệ số nhóm cọc, tính theo Converse-Labarne:
1 2 2 1
1 2
( 1) ( 1)
1 arctan( )
90
n n n nd
s n n
η
 − + −
= −  
 
1n - số hàng cọc trong nhóm cọc. n1=2
Trang 204

SVTH: NGÔ ANH HUY
2n -số cọc trong một hàng.n2=3
s- khoảng cách giữa 2 cọc tính từ tâm S=1,05m
d- đường kính hoặc cạnh cọc.
0,35 (2 1) 3 (3 1) 2
1 arctan( ) 0,761
1,05 90 3 2
η
− × + − × 
→ = − = × × 
Sức chịu tải của nhóm cọc :
hom 739,60. . 0,761 6 3477,027 3428,1123 tt
n c aQ n Q kN N kNη= = × × = ≥ =
Vậy thỏa sức chịu tải theo nhóm cọc
3.4.6.5. Kiểm tra tải trọng đứng tác dụng lên cọc
- Diện tích đáy đài thực tế
Ađ= 2,25*2,95= 6,638m2
- Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài lấy 3
20 /tb kN mγ =
1,1*20*6,638*2 292,05d tb d dN n A H kNγ= = =
- Lực dọc tính toán thực tế tại vị trí đáy đài
Nthực
= Ntt + Nd =3428,112+292,05=3720,162kN
- Momen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các
cọc tại đế đài là:
Mthực
= Mtt
max + Qtt
max * hđ = 334,888 + 93,423 * 1,1= 437,65 kN.m
- Lực truyền xuống các cọc:
max
max/min 2
*tttt
tt
c i
M xN
R
n x
±
∑
Bảng 3.6 Bảng tính phản lực tác dụng lên đầu cọc
Cọc ix (m) 2
ix 2
ix∑ Mthực
(kNm)
Nthực
(kN) nc Pmax(kN) Ptb(kN) Pmin(kN)
1 1,05 1,103 19,45 437,65 3720,16 6 596,398
2 0 0 19,45 437,65 3720,16 6 620,027
3 1,05 1,103 19,45 437,65 3720,16 6 643,656
4 1,05 1,103 19,45 437,65 3720,16 6 643,656
5 0 0 19,45 437,65 3720,16 6 620,027
6 1,05 1,103 19,45 437,65 3720,16 6 596,398
- Trọng lượng tính toán của cọc:
1,1*0,1225*17,6*25 59,29c c c btP nA L kNγ= = =
0
, .c d c d
n
N R
γ
γ
≤
Trong đó . max 643,656 59,29 702,946c d cN P P kN= + = + =
0 0,15γ = là hệ số điều kiện làm việc khi có nhiều cọc theo
muc 7.1.11 TCVN 10304:2014.
0 0,15γ = là hệ số về tầm quan trọng của công trình theo mục
7.1.11 TCVN 10304:2014.
Trang 205

SVTH: NGÔ ANH HUY
0
. .
1,15
739,603 739,603
1,15
c d c d
n
R NkN
γ
γ
= >=
Như vậy thỏa điều kiện
3.4.6.6. Kiểm tra ổn định nền móng cọc dưới đáy khối móng qui ước
- Chiều cao quy ước từ mặt đất tự nhiên tới mũi cọc là 18,6m
2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9
2 3 4 5 6 7 8 9
0 ' 0 ' 0 ' 0 '
0 ' 0 ' 0 ' 0 '
0 '
7 35 *3,5 12 21 *1,7 17 15 *1,7 18 17 *2,2
3,5 1,7 1,7 2,2
16 55 *1,9 18 17 *3,7 21 42 *1,9 17 12 *3
1,9 3,7 1,9 3
16 39
tb
h h h h h h h h
h h h h h h h h
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ
+ + + + + + +
=
+ + + + + + +
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
=
- Kích thước khối móng qui ước:
Lqu = L + 2 * HC * tgα = 2,95+ 2 * 16,6 * tg
0
16 39'
4
= 5,4m
Bqu = B + 2 * HC * tgα = 2,25 + 2 * 16,6 * tg
0
16 39'
4
= 4,7 m.
Trang 206

SVTH: NGÔ ANH HUY
Hình 3.10 Khối móng quy ước
1,1*0,1225*16,6*25 59,29c c c btN nA L kNγ= = =
- Trọng lượng của khối móng qui ước từ đáy đài trở lên:
N1
tc
= Lqu * Bqu * tbγ * Hm = 5,4*4,7 * 20 * 2 = 1015,2 kN.
- Trọng lượng đất trong phạm vi từ đế đài tới mũi cọc (có trừ diện tích cọc):
Nđất = (Lqu * Bqu - nc*Ac) * '
tbγ * Hc
'
tbγ là dung trọng trung bình của các lớp đất. Do có nhiều lớp đất nên ta chia
2 phần để tính.
5 lôùp ñaàu
' 3
9,5*1,5 9,5*1,7 10,3*1,7 10,22*2,2 10*1,9
9,95 /
1,5 1,7 1,7 2,2 1,9
tb kN mγ
+ + + +
= =
+ + + +
3 lôùp sau
' 3
10,22*3,7 9,9*1,9 10,05*3
10,25 /
3,7 1,9 3
tb kN mγ
+ +
= =
+ +
Trang 207

SVTH: NGÔ ANH HUY
Toång coäng :
' 3
9,95*9 10,25*8,6
10,1 /
17,6
tb kN mγ
+
= =
Nđất = (5,4*4,7 – 6*0,1225)*10,1*17,6=4380,895kN
- Taûi troïng tieâu chuaån xaùc ñònh ñeán ñaùy khoái moùng quy
öôùc:
N
tc
= N
tc
+ Ncoïc + N1
tc
+ Nñaát
= 2980,96 + 59,29 + 1015,2 + 4380,895 = 8436,345 kN.
- Momen tieâu chuaån töông öùng taïi troïng taâm khoái moùng quy
öôùc:
M
tc
= M
tc
max + Q
tc
max * (Hc+Hd)
= 291,206 + 81,237 * (16,6+1,1) = 1729,4 kN.m
- Ñoä leäch taâm:
1729,4
0,2 .
8436,345
tc
tc
M
e m
N
= = =
- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước :
max,min
6 8436,345 6*0,2
*(1 ) (1 )
5,4*4,7 5,4
tc
tc
qu qu qu
N e
p
L B L
= ± = ±
2
max 406,268 /tc
p kN m=
2
min 258,534 /tc
p kN m=
2
332,4 /tc
tbp kN m=
- Sức chịu tải của nền đất dưới mũi cọc:
2 1( )tc
M M MR m AB BH Dcγ γ= + +
m là hệ số điều kiện làm việc của nền đất
Với 0
17 12'ϕ = =17,20
ta có
A = 0,406; B = 2,608; D = 5,19
Chiều dày lớp đất đến đáy khối quy ước Hm = 18,6 m.
Dung trọng lớp đất đáy khối quy ước
3
2 10,05 /kN mγ =
Dung trọng trung bình từ mặt đất tự nhiên đến đáy khối quy ước
5 lôùp ñaàu
' 3
9,5*3,5 9,5*1,7 10,3*1,7 10,22*2,2 10*1,9
10,05 /
3,5 1,7 1,7 2,2 1,9
tb kN mγ
+ + + +
= =
+ + + +
3 lôùp sau
' 3
10,22*3,7 9,9*1,9 10,05*3
10,25 /
3,7 1,9 3
tb kN mγ
+ +
= =
+ +
Toång coäng :
' 3
10,05*10 10,25*8,6
10,14 /
18,6
tb kN mγ
+
= =
Trang 208

SVTH: NGÔ ANH HUY
Lực dính của lớp đất đáy khối quy ước c = 41,4kN/ m2
( )
2( )
1,1 0,406*4,7*10,05 2,608*18,6*10,14 5,19*41,4
573,36
tc
M M M tbR m AB BH Dc
kN
γ γ= + +
= + +
=
Trang 209

SVTH: NGÔ ANH HUY
- Kiểm tra điều kiện:
2 2
max 406,268 / 1,2. 1,2*573,36 688,03 /tc tc
Mp kN m R kN m= ≤ = = (thỏa)
2 2
332,4 / 573,36 /tc tc
tb Mp kN m R kN m= < = (thỏa)
=> Vậy nền đất dưới mũi cọc đủ khả năng chịu lực. Ta tiến hành tính toán độ
lún của nền theo TTGHII .
3.4.6.7. Tính lún cho nền
Áp lực tiêu chuẩn
2
332,4 /tc
tbp kN m=
Áp lực gây lún: 'tc
gl tb vpp p σ= − =332,4-196,52= 135,88kN
-Ta chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau:
hi < = =
4,7
1,175
4 4
qu
B
m .
Chọn hi= 1m.
- Ứng suất do tải trọng ngoài gây ra :
4* *z g glk pσ =
Với kg phụ thuộc vào tỉ số '
/ Mz B và ' '
/M ML B ( '
1/ 2M ML L= ; '
1/ 2M MB B= )
'
1/ 2 2,7M ML L m= =
'
1/ 2 2,35M MB B m= =
- Vùng chịu nén trong đất nền là chiều dày lớp đất nền trực tiếp gánh đỡ tải trọng
công trình bên trên truyền xuống tính từ đáy móng khối quy ước đến độ sâu mà nó thõa
mãn điều kiện '
5v zσ σ≥ (vì lớp thứ 9 có môđun biến dạng E ≥ 5000kN/m2
)
Bảng 3.7 Bảng tính ứng suất hữu hiệu do tải trọng bản thân và tải trọng ngoài
- Tại độ sâu z=4,4m ta thấy '
5*v zσ σ≈ nên giới hạn nền tính lún đến đây
=> Vậy Hn= 4,4m
- Độ lún của nền:
1 2
11
i i
e e
S h
e
−
=
+
Trang 210
Lớp
Độ sâu
z(m)
'
/ Mz B ' '
/M ML B kg zσ '
vσ
0 0,000 1,31 0,250 135,88 196,52
1
1 0,444 1,31 0,280 152,24 207,02
2
2 0,889 1,31 0,192 104,08 217,52
3
3 1,333 1,31 0,141 76,854 228,02
4
3,4 1,511 1,31 0,124 67,396 238,52
5
4,4 1,956 1,31 0,090 49,08 248,12

SVTH: NGÔ ANH HUY
- Với e1 là hệ số rỗng trước khi có tải trọng công trình '
1 vp σ=
e2 là hệ số rỗng khi có tải trọng công trình 2 1 zp p σ= +
Bảng 3.8 Bảng quan hệ giữa e và p
Áp lực p
(kN/m2
)
50 100 200 400
Hệ số rỗng e 0,749 0,726 0,695 0,662
Bảng 3.9 Bảng tính lún
Lớp
phân
tố
hi
(m)
'
1 vp σ=
kN/m2
e1
2 1 zp p σ= +
kN/m2
e2 Si (m)
1 1 201,77 0,6947 345,83 0,671 0,0140
2 1 212,27 0,693 340,43 0,672 0,0124
3 1 222,77 0,691 313,24 0,676 0,0089
4 0,4 233,27 0,6895 305,4 0,678 0,0027
5 1 243,32 0,688 301,56 0,678 0,0059
Toång 0,0439
- Ta thấy S∑ = 0,0439m < 0,08m
=> Móng thỏa điều kiện về biến dạng
Trang 211

SVTH: NGÔ ANH HUY
Hình 3.11 Biểu đồ ứng suất gây lún
Trang 212

SVTH: NGÔ ANH HUY
3.4.6.8. Tính toán cốt thép cho đài cọc
- Đài được coi làm việc như bản conson ngàm tại mép cột.
- Momen tại ngàm xác định theo công thức
∑=
=
n
i
ii PrM
1
n : số lượng cọc trong phạm vi conson.
Pi : phản lực đầu cọc thứ i = tải truyền xuống đầu cọc tt
iR
ri : khoảng cách từ mặt ngàm đến trục cọc thứ i.
Hình 3.12 Sơ đồ tính đài móng
- Momen tại mép cột theo mặt cắt A-A
M1 = r1* (P4 + P5 + P6)
Trong đó: r1: khoảng cách từ trục cọc đến mặt cắt A-A.
r1 = 0,55 m
P4 =Pmax = 643,656 kN
P5 = Ptb = 620,027 kN
P6 = Pmin = 596,398 kN
M1 = r1 * (P4 + P5 + P6 )
= 0,55* (643,656 +620,027+596,398 ) = 1023,044 kNm
Chọn a0= 15cm => h0= 110-15= 95cm
1 2
0
1023,044*100
32,78
0,9* * 0,9*36,5*95
s
s
M
A cm
R h
= = =
=> Theo phương này chọn 17 16φ có ch
sA = 23,17 cm2
- Momen tại mép cột theo mặt cắt B-B
M2 = r2* (P3 + P4 )
Trang 213

SVTH: NGÔ ANH HUY
Trong đó: r2: khoảng cách từ trục cọc đến mặt cắt B-B.
r2 = 0,75 m
P3= P4 = Ptt
max =643,656 kN
M2 = r2 * (P3 + P4) = 0,75* (643,656 +643,656 ) = 965,484 kN.m
Chọn a0= 15cm => h0= 110-15= 95cm
2 2
0
965,484*100
30,93
0,9* * 0,9*36,5*95
s
s
M
A cm
R h
= = =
sA = 32,16 cm2
Kết quả tính toán thể hiện tại bản vẽ nền móng 1 (NM 1/2)
Trang 214

SVTH: NGÔ ANH HUY
CHƯƠNG 4
PHƯƠNG ÁN
MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
4.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
4.1.1. Ưu điểm
Khả năng chịu tải trọng lớn, sức chịu tải của cọc khoan nhồi có thể đạt
đến ngàn tấn nên thích hợp với các công trình nhà ở cao tầng, các công trình có
tải trọng tương đối lớn . . .
Không gây ảnh hưởng chấn động đến các công trình xung quanh, thích
hợp cho việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục được các nhược điểm trong
điều kiện thi công hiện nay.
Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện nay
có thể sử dụng các cọc khoan nhồi có đường kính từ 600 ÷ 2500mm hoặc lớn hơn.
Trong điều kiện thi công cho phép, có thể mở rộng đáy cọc với các hình dạng khác
nhau như các nước phát triển đã thử nghiệm .
4.1.2. Nhược điểm
Theo tổng kết sơ bộ, đối với những công trình là nhà cao tầng không lớn lắm
(dưới 12 tầng), kinh phí xây dựng nền móng thuờng lớn hơn 2-2.5 lần khi so sánh
với các cọc ép. Tuy nhiên nếu số lượng tầng lớn hơn dẫn đến tải trọng công trình
lớn thì giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý.
Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật thuật cao, để tránh các hiện tượng phân
tầng (có lỗ hổng trong bêtông) khi thi công đổ bêtông dưới nước có áp, các dòng
thấm lớn hoặc di qua các lớp đất yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, các loại hạt cát
nhỏ, các bụi bão hoà thấm nước).
Biện pháp kiểm tra chất lượng bêtông trong cọc thường phức tạp gây nhiều
tốn kém khi thực thi chủ yếu sử dụng phương pháp thử tĩnh, và siêu âm một số cọc
thử để kiểm tra chất lượng bêtông cọc
Việc khối lương bêtông thất thoát trong quá trình thi công do thành lỗ khoan
không bảo đảm và dễ bị sập hố khoan trước khi đổ bêtông gây ảnh hưởng xấu đến
chất lượng thi công cọc.
Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do
công nghệ khoan tạo lỗ.
4.2. CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN
4.2.1. Tải trọng tính toán
Tải trọng tính toán là tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vượt tải được xác
định sau khi tổ hợp nội lực và giải khung ta đưa nội lực nguy hiểm nhất đặt tại chân
cột gồm: moment M, lực cắt Q, lực dọc N.
Từ kết quả nội lực giải khung do phần mềm phân tích kết cấu tính được ở tất
cả các trường hợp tải trọng (COMB), lựa chọn 3 cặp nội lực để tính toán
Trang 215

SVTH: NGÔ ANH HUY
Các cặp nội lực được chọn:
+ Nmax ; Mt.ư ; Qt.ư (dùng để tính toán móng)
Tên cột
Tên phần
tử
Tổ hợp
Lực dọc N
(kN)
Lực cắt
Q(kN)
Momen
M(kNm)
5-A C1 COMB26 -992,367 -20,667 -61,1965
5-B C9 COMB8 -2051,74 0,972 -9,0571
5-C C17 COMB8 -2605,64 -2,102 -8,7271
5-D C25 COMB8 -3428,11 -8,857 -23,7532
5-E C33 COMB18 -2192,06 60,956 192,1228
+ Mmax ; Nt.ư ; Qt.ư (dùng để kiểm tra chuyển vị ngang, xoay)
Tên cột
Tên phần
tử
Tổ hợp
Lực dọc N
(kN)
Lực cắt
Q(kN)
Momen
M(kNm)
5-A C1 COMB10 -780,501 -22,374 -66,4803
5-B C9 COMB9 -1497,46 46,062 151,6047
5-C C17 COMB10 -1998,91 -72,758 -260,227
5-D C25 COMB10 -2660,9 -93,423 -334,888
5-E C33 COMB9 -1797,46 63,659 205,782
+ Qmax ; Nt.ư ; Mt.ư (dùng để kiểm tra chuyển vị ngang, xoay)
Tên cột
Tên phần
tử
Tổ hợp
Lực dọc N
(kN)
Lực cắt
Q(kN)
Momen
M(kNm)
5-A C1 COMB10 -780,501 -22,374 -66,4803
5-B C9 COMB10 -1594,47 -43,585 -167,442
5-C C17 COMB10 -1998,91 -72,758 -260,227
5-D C25 COMB10 -2660,9 -93,423 -334,888
5-E C33 COMB9 -1797,46 63,659 205,782
4.2.2. Tải trọng tiêu chuẩn
Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới
hạn thứ II. Tải trọng lên móng đã xác định là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các
tải trọng tiêu chuẩn lên móng đúng ra phải giải nội lực khung bằng cách nhập tải
trọng tiêu chuẩn. Tuy nhiên để đơn giản, quy phạm cho phép dùng hệ số vượt tải
trung bình n = 1,15. Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn xác định bằng cách lấy tải trọng
tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình n = 1,15.
4.3. QUAN NIỆM TÍNH
Việc tính toán móng dựa trên tiêu chuẩn TCVN 10304:2014: Móng cọc –
Tiêu chuẩn thiết kế.
Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên chịu khi chiều sâu
chôn đài dảm bảo chiều sâu chôn đài tối thiểu, do đó cọc bê tông cốt thép chỉ chịu
nén hoặc kéo.
Đài cọc xem là tuyệt đối cứng khi truyền xuống cọc.
Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền trực tiếp lên các cọc chứ
không truyền qua các lớp đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc.
Trang 216

SVTH: NGÔ ANH HUY
Khi kiểm tra cường độ của đất nền và tính lún cho móng cọc thì ta xem cọc
và phần đất xung quanh cọc như một khối móng quy ước. Vì vậy việc tính toán khối
móng quy ước của móng cọc như với móng nông trên nền thiên nhiên (bỏ qua ma
sát xung quanh khối móng), nên giá trị mô men tính toán tại đáy khối móng quy ước
lấy gần đúng bằng với giá trị mô men tại đáy đài cộng với giá trị mô men do tải
ngang gây ra.
4.4. THIẾT KẾ MÓNG ĐIỂN HÌNH
Thiết kế móng điển hình tại vị trí cột trục 5-D với cặp nội lực Nmax ;Mt.ư ; Qt.ư
4.4.1. Nội lực tác dụng lên móng
Từ kết quả tính toán của phần mềm phân tích kết cấu ta chọn được cặp nội
lực để tính toán của cột trục trục 5-D (C25)
Ntt = Nmax= 3428,112kN
tt
tc
3428,1N
N = = =2980,96kN
1,15 1,15
12
Mt.ư = 23,753kN.m
tt
tc
23,75M
M = = =20,655kNm
1,15 1,15
3
Qt.ư= 8,857kN
tt
tc
8,8Q
Q = = =7,702kN
1,15 1,15
57
4.4.2. Vật liệu làm móng
+ Bê tông cấp độ bền B25:
 Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 14,5 MPa = 1,45 kN/cm2
.
 Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 1,05 MPa = 0,105 kN/cm2
.
 Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 30x103
MPa = 3x103
kN/cm2
.
+ Cốt thép chịu lực , nhóm CIII đối với Φ ≥ 10mm:
Rs = Rsc = 365 MPa = 36,5 kN/cm2
.
 Cường độ chịu kéo của cốt đai : Rsw = 290 MPa = 29,0 kN/cm2
.
Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 20x104
MPa = 20x103
kN/cm2
.
+ Cốt thép đai nhóm CI đối với Φ < 10mm:
Rs = Rsc = 225 MPa = 22,5 kN/cm2
.
 Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: Rsw = 175 MPa = 17,5 kN/cm2
.
Trang 217

SVTH: NGÔ ANH HUY
4.4.3. Chọn sơ bộ kích thước cọc
4.4.3.1. Chọn chiều sâu đài cọc
Chiều sâu h được tính từ mặt đất tự nhiên phải thỏa điều kiện móng cọc đài
thấp, tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận. Vì vậy độ
sâu đặt đài (Df) phải đảm bảo điều kiện cân bằng giữa tải trọng ngang lớn nhất và áp
lực bị động của đất từ đáy đài trở lên.
0 ax
min
0
0
2
0,7* 45
2
7 53' 2*93,423
0,7* 45 1,4
2 19,5*2,25
tt
m
Q
h tg
B
tg m
ϕ
γ
 
= − ÷
 
 
= − = ÷
 
∑
Trong đó:
Q lực ngang lớn nhất Q = 93,423 kN.
γ: Dung trọng tự nhiên lớp đất đặt đài cọc, γ = 19,5 kN/m3
.
B là bề rộng đài giả định B = 3,8 m.
φ: Góc ma sát trong, φ = 70
53’.
Chọn chiều sâu đặt đài cọc Df = 2 m.
4.4.3.2. Chọn kích thước sơ bộ cọc
Do cấu tạo địa chất để đảm bảo cọc phải cắm vào lớp đất tốt nên ta dự định
chiều sâu cọc phải cắm vào lớp đất số 9 (lớp sét pha màu nâu vàng trạng thái nửa
cứng), mũi cọc sẽ cắm vào lớp số 9 là 3m.
Chọn cọc có đường kính D=800
Diện tích tiết diện cọc: Ab = 0,5024 (m2
)
Chu vi cọc: u = 2,512 (m)
4.4.3.3. Tính toán cốt thép trong cọc
Lớp bê tông bảo vệ thép của cọc chọn a = 50mm
Hàm lượng thép trong cọc 0,6%µ =
Diện tích cốt thép trong cọc
2
5024*0,6% 30,14s bA A cmµ= = =
Chọn 15 16φ có As
ch
= 30,15cm2
bố trí quanh cọc.
Thép đai chọn thép đai xoắn 6a200φ
4.4.4. Xác định sức chịu tải của cọc
Sức chịu tải của cọc được xác định bằng giá trị nhỏ nhất của:
+ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Rvl
1
.
+ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền Rc.u
2
.
+ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền Rc.u
3
.
+ Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT Rc.u
4
.
4.4.4.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu được tính như sau:
1
vl u b sn sR R A R A= +
Ru là cường độ tính toán của bêtông cọc nhồi
2
35000
7777,778 /
4,5 4,5
u
R
R kN m= = =
Trang 218

SVTH: NGÔ ANH HUY
Với R là cường độ mác thiết kế của cọc
Vì Ru > 6000kN/m2
nên chọn Ru = 6000kN/m2
Diện tích tiết diện cọc Ab = 0,5024 (m2
)
Rsn là cường độ tính toán của thép
1,5
c
sn
f
R = đối với thép nhỏ hơn phi 28 và Rsn không nhỏ hơn 220000kN/m2
cf là giới hạn chảy của thép CIII 2
400000 /cf kN m=
2
400000
266666,667 /
1,5
snR kN m= =
Diện tích cốt thép trong cọc As
ch
= 30,15cm2
= 3,015.10-3
m2
1 3
6000*0,5024 266666,667*3,015*10 3842,4vlR kN−
= + =
Trang 219

SVTH: NGÔ ANH HUY
4.4.4.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền
- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền xác định theo công
thức:
2
, ( )c u c cq b b cf i iR q A u f lγ γ γ= + ∑
Trong đó:
- cγ là hệ số điều kiện làm việc của cọc cγ =1.
- cqγ là hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc lấy cqγ =0,9
- qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc. Vì cọc cắm vào lớp
đất dính nên giá trị qp lấy theo bảng 7 TCVN 10304: 2014. Ứng với độ sệt của lớp
thứ 9 B= 0,17 và chiều sâu cắm cọc là 3m ta tra được qp= 680kN/m2
- Diện tích tiết diện mũi cọc Ab = 0,5024 (m2
)
- Chu vi cọc: u = 2,512 (m)
- cfγ là hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc lấy theo bảng 5
TCVN 10304: 2014.
- fi là cường độ sức kháng trung bình của lớp thứ i trên thân cọc lấy
theo bảng 3 TCVN 10304: 2014.
- li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp thứ i.
Chia lớp đất dưới móng thành các lớp đất đồng nhất, chiều dày mỗi
lớp ≤ 2mét như hình vẽ.
Hình 3.1 Hình phân chia lớp đất dưới móng và chiều sâu chôn cọc
Trang 220

SVTH: NGÔ ANH HUY
Bảng 3.1 Bảng tính lực ma sát của từng lớp đất mà cọc đi qua
Tên lớp
đất
Loại đất
Chỉ số
sệt cfγ li (m) z (m) fi i icf
l fγ∑
1,2 Sét pha màu xám xanh 0,9 0,8 1,5 3,00 5,50 6,60
3 Sét màu xám xanh 0,43 0,8 1,7 4,35 25,60 34,82
4 Sét màu xám xanh 0,23 0,8 1,7 6,05 53,29 72,47
-0,04 0,8 2 7,90 61,80 98,88
-0,04 0,8 0,2 9,00 61,85 9,90
6 Sét màu xám nâu 0,2 0,8 1,9 10,05 65,07 98,91
-0,04 0,8 2 12,00 67,80 108,48
-0,04 0,8 1,7 13,85 70,39 95,73
8 Cát pha xám vàng 0,25 0,8 1,9 15,65 62,28 94,67
9 Sét pha màu xám trắng
0,14 0,8 2 17,6 64,62 103,39
0,14 0,8 1 19,10 77,40 61,92
Tổng 785,76
- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái đất nền
( )
2
, ( )
1 0,9*680*0,5024 2,512*785,76 2281,298
c u c cq b b cf i iR q A u f l
kN
γ γ γ= + ∑
= + =
4.4.4.3. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền
Công thức xác định:
3
,c u b b i iR q A u f l= + ∑
qp là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc:
' ' '
b c qq cN q N= +
c là lực dính tại lớp đất mũi cọc c=41,4kN/m2
Góc ma sát ϕ =170
12’
Lb là chiều sâu cọc cắm trong lớp đất tốt Lb= 17,6m
D là đường kính cọc
Tỉ số Lb/D= 17,6/0,8=22
Từ ϕ và Lb/D tra được (Lb/D)cr=8,57
Lb/D >
( / ) 3,5
1,75
2 2
b crL D
= = , tra biểu đồ ta có
'
25cN =
'
9qN =
Trang 221

SVTH: NGÔ ANH HUY
Hình 3.2 Biểu đồ xác định sức chịu tải của đất dưới mũi cọc
'
q là ứng suất pháp hữu hiệu thep phương thẳng đứng tại mũi cọc.
Bảng 3.2 Bảng tính ứng suất hữu hiệu tại độ sâu mũi cọc
TT
Tên lớp
đất
Chiều
dày (m)
'
γ
(kN/m3
)
'
vσ
(kN/m2
)
1
2
2 9,5 19
2 1,5 9,5 33,25
3 3 1,7 9,5 49,4
4 4 1,7 10,3 66,91
5
5
2 10,22 87,35
6 0,2 10,22 89,394
7 6 1,9 10 108,39
8
7
2 10,22 128,83
9 1,7 10,22 146,21
10 8 1,9 9,9 165,02
11 9 3 10,5 196,52
=> ' ' ' 2
41,4*25 196,52*9 2803,68 /b c qq cN q N kN m= + = + =
fi là cường độ sức kháng trên thân cọc ở lớp thứ I, được xác định:
Trang 222

SVTH: NGÔ ANH HUY
i uf cα= ( cọc đi qua các lớp đất dính)
α là hệ số phụ thuộc đặc điểm lớp đất dính tra ở Hình G1 –
Phục lục G TCVN 10304:2014
cu là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính
được xác định cu=6,25Nc với Nc là chỉ số SPT trung bình
Tên lớp
Chiều
dày l(m)
Chỉ số
SPT
trung
bình
cu.i α fi fi*l
2 1,5 8,5 53,125 0,90 47,813 71,719
3 1,7 17 106,25 0,53 55,781 94,828
4 1,7 31 193,75 0,33 63,938 108,69
5 2,2 25 156,25 0,38 59,375 130,63
6 1,9 34 212,5 0,32 68 129,2
7 3,7 23 143,75 0,39 56,063 207,43
8 1,9 24 150 0,38 57 108,3
9 3 25 156,25 0,38 59,375 178,13
Tổng 1028,9
Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học:
3
,
2803,68*0,5024 2,512*1028,9 3992,824
c u b b i iR q A u f l
kN
= +
= + =
∑
4.4.4.4. Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm SPT
Sức chịu tải cực hạn theo kết quả thí nghiệm SPT được xác định theo công
thức Nhật Bản:
( )4
, . . . .c u b b c i c i s i s iR q A u f l f l= + +∑
qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb= 9cu
cu là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính được xác định
cu=6,25Nc với Nc là chỉ số SPT trung bình tại lớp đất mũi cọc Nc= 24.
cu= 6,25*24= 150 kN/m2
=> qb= 6*150= 900 kN/m2
fc,i là cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i
.1 .c p L u if f cα=
pα là hệ số điều chỉnh cho cọc phụ thuộc vào tỉ lệ '
/u vc σ
fL là hệ số điều chỉnh theo độ phân mảnh fL=1
cu,i là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính được xác
định cu= 6,25Nc với Nc là chỉ số SPT trung bình tại lớp đất dính thứ i
Trang 223

SVTH: NGÔ ANH HUY
Bảng 3.4 Bảng tính ứng suất hữu hiệu
TT
Tên lớp
đất
Chiều
dày (m)
'
γ
(kN/m3
)
'
vσ
(kN/m2
)
1
1,2
2 9,5 19
2 1,5 9,5 33,25
3 3 1,7 9,5 49,4
4 4 1,7 10,3 66,91
5
5
2 10,22 87,35
6 0,2 10,22 89,394
7 6 1,9 10 108,39
8
8
2 10,22 128,83
9 1,7 10,22 146,21
10 8 1,9 9,9 165,02
11 9 3 10,5 196,52
Tên
lớp
đất
Chiều
dày
l(m)
Chỉ số
SPT
trung
bình
cu.i
'
vσ
(kN/m2
)
.
'
u i
v
c
σ
α fL fc.i fs/c.il
2 1,5 8,5 53,125 33,25 1,60 0,5 1 26,563 39,84
3 1,7 17 106,25 49,4 2,15 0,5 1 53,125 90,31
4 1,7 31 193,75 66,91 2,90 0,5 1 96,875 164,69
5 2,2 25 156,25 89,394 1,75 0,5 1 78,125 171,88
6 1,9 34 212,5 108,39 1,96 0,5 1 106,25 201,88
7 3,7 23 143,75 146,21 0,98 0,5 1 71,875 265,94
8 1,9 24 150 165,02 0,91 0,5 1 75 152,00
9 3 25 156,25 196,52 0,67 0,65 1 101,56 203,13
Tổng 1381,72
Sức chịu tải cực hạn theo kết quả thí nghiệm SPT
( )4
, . . . .
900*0,5024 2,512*1381,72 3923,041
c u b b c i c i s i s iR q A u f l f l
kN
= + +
= + =
∑
- Sức chịu tải của đất nền
2 3 4
, , , ,min( ; ; )
min(2281,298;3992,824;3923,041) 2281,298
c k c u c u c uR R R R
kN
=
= =
-
Trang 224

SVTH: NGÔ ANH HUY
Cường độ tính toán của cọc theo đất nền
,
,
2281,298
1303,958
1,75
c d
c d
k
R
R kN
γ
= = =
0
, .c d c d
n
N R
γ
γ
≤
Việc kiểm tra điều kiện cọc chịu nén sẽ thực hiện sau khi có kết quả tính lực
tác dụng lên đầu cọc.
- Sức chịu tải thiết kế của cọc
Rthiếtkế = min(Rc,u, Rvl
1
) = min(1303,958;3842,4) = 1425,8 kN.
4.4.5. Thiết kế móng
4.4.5.1. Tải trọng tính toán
Nmax= -3428,112kN
Mt.ư = -23,753kN.m
Qt.ư= -8,857kN
4.4.5.2. Xác định số lượng cọc trong đài
Chọn sơ bộ diện tích đài Ad = 3,8*3,8= 14,4m2
- Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài lấy 3
20 /tb kN mγ =
1,1*20*14,4*2 633,6sb tb d dN n A H kNγ= = =
- Số lượng cọc sơ bộ:
( ) (3428,112 633,6)
1,2* 3,7
1303,958
tt tt
sb
c
tk
N N
n
R
µ
+ +
≥ = =
Chọn 1,2µ = là hệ số ảnh hưởng của momen
Vậy chọn số lượng cọc trong đài là 4 cọc
- Bố trí cọc trong đài:
+ Khoảng cách các cọc trong đài theo phương x là 2,4m
+ Khoảng cách các cọc trong đài theo phương y là 2,4m
+ Khoảng cách của mép cọc tới mép đài là 0,3m
+ Chiều cao đài chọn hđ= 1,6m
Trang 225

SVTH: NGÔ ANH HUY
Hình 3.3 Kích thước đài móng và bố trí cọc
4.4.5.3. Kiểm tra chọc thủng cho đài cọc
Hình 3.4 Hình tháp chọc thủng đài móng
Trang 226

SVTH: NGÔ ANH HUY
- Vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài các cọc nên không cần
phải kiểm tra đâm thủng.
- Vậy chiều cao đài đã chọn thoả điều kiện.
4.4.5.4. Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm
Sức chịu tải của nhóm cọc:
hom ( )n c a tk ttQ n Q Nη= ≥ ∑
Trong đó:
homnQ : sức chịu tải của nhóm cọc.
cn :số cọc trong đài.
,a tkQ :sức chịu tải thiết kế của cọc
η hệ số nhóm cọc, tính theo Converse-Labarne:
1 2 2 1
1 2
( 1) ( 1)
1 arctan( )
90
n n n nd
s n n
η
 − + −
= −  
 
1n - số hàng cọc trong nhóm cọc. n1=2
2n -số cọc trong một hàng.n2=2
s- khoảng cách giữa 2 cọc tính từ tâm S=2,4m
d- đường kính hoặc cạnh cọc.
0,8 (2 1) 2 (2 1) 2
1 arctan( ) 0,795
2,4 90 2 2
η
− × + − × 
→ = − = × × 
Sức chịu tải của nhóm cọc :
hom 1303,95. . 0,795 4 4146,586 3428, 28 11tt
n c aQ n Q kN N kNη= = × × = ≥ =
Vậy thỏa sức chịu tải theo nhóm cọc
4.4.5.5. Kiểm tra tải trọng đứng tác dụng lên cọc
- Diện tích đáy đài thực tế
Ađ= 3,8*3,8= 14,44m2
- Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài lấy 3
20 /tb kN mγ =
1,1*20*14,44*2 635,36d tb d dN n A H kNγ= = =
- Lực dọc tính toán thực tế tại vị trí đáy đài
Nthực
= Ntt + Nd =3428,112+635,36=4063,472kN
- Momen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các
cọc tại đế đài là:
Mthực
= Mtt
max + Qtt
max * hđ = 334,888 + 93,423 * 1,6= 484,365 kN.m
- Lực truyền xuống các cọc:
max
max/min 2
*tttt
tt
c i
M xN
R
n x
±
∑
Trang 227

SVTH: NGÔ ANH HUY
Bảng 3.6 Bảng tính phản lực tác dụng lên đầu cọc
Coïc
ix
(m)
2
ix 2
ix∑
M
thöïc
(kN.m
)
N
thöïc
(kN) nc Pmax(kN) Pmin(kN)
1 2,4 5,76 530,8 484,4 4063,47 4 1013,678
2 2,4 5,76 530,8 484,4 4063,47 4 1018,058
3 2,4 5,76 530,8 484,4 4063,47 4 1018,058 1013,678
4 2,4 5,76 530,8 484,4 4063,47 4
1,1*0,5024*17,6*25 243,162c c c btP nA L kNγ= = =
0
, .c d c d
n
N R
γ
γ
≤
Trong đó . max 1018,058 243,161 1261,219c d cN R P kN= + = + =
0 0,15γ = là hệ số điều kiện làm việc khi có nhiều cọc theo
muc 7.1.11 TCVN 10304:2014.
0 0,15γ = là hệ số về tầm quan trọng của công trình theo mục
7.1.11 TCVN 10304:2014.
0
. .
1,15
1303,958 1303,958
1,15
c d c d
n
R NkN
γ
γ
= >=
Như vậy thỏa điều kiện
4.4.5.6. Kiểm tra ổn định nền móng cọc dưới đáy khối móng qui ước
- Chiều cao quy ước từ mặt đất tự nhiên tới mũi cọc là 18,6m
2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9
2 3 4 5 6 7 8 9
0 ' 0 ' 0 ' 0 '
0 ' 0 ' 0 ' 0 '
0 '
7 35 *3,5 12 21 *1,7 17 15 *1,7 18 17 *2,2
3,5 1,7 1,7 2,2
16 55 *1,9 18 17 *3,7 21 42 *1,9 17 12 *3
1,9 3,7 1,9 3
16 39
tb
h h h h h h h h
h h h h h h h h
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ
+ + + + + + +
=
+ + + + + + +
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
=
- Kích thước khối móng qui ước:
Lqu = L + 2 * HC * tgα = 3,8+ 2 * 16,6 * tg
0
16 39'
4
= 6,2m
Bqu = B + 2 * HC * tgα = 3,8 + 2 * 16,6 * tg
0
16 39'
4
= 6,2 m.
Trang 228

SVTH: NGÔ ANH HUY
Hình 3.5 Khối móng quy ước
1,1*0,5024*17,6*25 243,162c c c btP nA L kNγ= = =
- Trọng lượng của khối móng qui ước từ đáy đài trở lên:
N1
tc
= Lqu * Bqu * tbγ * Hm = 6,2*6,2 * 20 * 2 = 1537,6 kN.
- Trọng lượng đất trong phạm vi từ đế đài tới mũi cọc (có trừ diện tích cọc):
Nđất = (Lqu * Bqu - nc*Ac) * '
tbγ * Hc
'
tbγ là dung trọng trung bình của các lớp đất. Do có nhiều lớp đất nên ta chia
2 phần để tính.
5 lôùp ñaàu
' 3
9,5*1,5 9,5*1,7 10,3*1,7 10,22*2,2 10*1,9
9,95 /
1,5 1,7 1,7 2,2 1,9
tb kN mγ
+ + + +
= =
+ + + +
3 lôùp sau
' 3
10,22*3,7 9,9*1,9 10,05*3
10,25 /
3,7 1,9 3
tb kN mγ
+ +
= =
+ +
Toång coäng :
' 3
9,95*9 10,25*8,6
10,1 /
17,6
tb kN mγ
+
= =
Nđất = (6,2*6,2 – 4*0,5024)*10,1*17,6=6475,867kN
Trang 229

SVTH: NGÔ ANH HUY
- Taûi troïng tieâu chuaån xaùc ñònh ñeán ñaùy khoái moùng quy
öôùc:
N
tc
= N
tc
+ Ncoïc + N1
tc
+ Nñaát
= 2980,96 + 243,162*4 + 1537,6+ 6475,867 = 11967,075 kN.
- Momen tieâu chuaån töông öùng taïi troïng taâm khoái moùng quy
öôùc:
M
tc
= M
tc
+ Q
tc
* (Hc+Hd)
= 334,888 + 93,423 * (16,6+1,6) = 2035,186 kN.m
- Ñoä leäch taâm:
2035,186
11967,07
17
5
0, .
tc
tc
M
e m
N
= = =
- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước :
max,min
6 6*0,17
*(1 )
11967,07
(1 )
6,2*6,2 6,2
5tc
tc
qu qu qu
N e
p
L B L
= ± = ±
2
max 362,534 /tc
p kN m=
2
min 260,101 /tc
p kN m=
2
311,318 /tc
tbp kN m=
- Sức chịu tải của nền đất dưới mũi cọc:
2 1( )tc
M M MR m AB BH Dcγ γ= + +
m là hệ số điều kiện làm việc của nền đất
Với 0
17 12'ϕ = =17,20
ta có
A = 0,406; B = 2,608; D = 5,19
Chiều dày lớp đất đến đáy khối quy ước Hm = 18,6 m.
Dung trọng lớp đất đáy khối quy ước
3
2 10,05 /kN mγ =
Dung trọng trung bình từ mặt đất tự nhiên đến đáy khối quy ước
5 lôùp ñaàu
' 3
9,5*3,5 9,5*1,7 10,3*1,7 10,22*2,2 10*1,9
10,05 /
3,5 1,7 1,7 2,2 1,9
tb kN mγ
+ + + +
= =
+ + + +
3 lôùp sau
' 3
10,22*3,7 9,9*1,9 10,05*3
10,25 /
3,7 1,9 3
tb kN mγ
+ +
= =
+ +
Toång coäng :
' 3
10,05*10 10,25*8,6
10,14 /
18,6
tb kN mγ
+
= =
Lực dính của lớp đất đáy khối quy ước c = 41,4kN/ m2
Trang 230

SVTH: NGÔ ANH HUY
( )
2( )
1,1 0,406*6,2*10,05 2,608*18,6*10,14 5,19*41,4
732,043
tc
M M M tbR m AB BH Dc
kN
γ γ= + +
= + +
=
- Kiểm tra điều kiện:
2 2
max 362,534 / 1,2* 1,2*732,043 875,452 /tc tc
Mp kN m R kN m= ≤ = = (thỏa)
2 2
311,318 / 732,043 /tc tc
tb Mp kN m R kN m= < = (thỏa)
=> Vậy nền đất dưới mũi cọc đủ khả năng chịu lực. Ta tiến hành tính toán độ
lún của nền theo TTGHII .
4.4.5.7. Tính lún cho nền
Áp lực tiêu chuẩn
2
311,318 /tc
tbp kN m=
Áp lực gây lún: 'tc
gl tb vpp p σ= − =311,318 – 196,52= 114,798kN
-Ta chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau:
hi < = =
6,2
1,55
4 4
qu
B
m .
Chọn hi= 1m.
- Ứng suất do tải trọng ngoài gây ra :
4* *z g glk pσ =
Với kg phụ thuộc vào tỉ số '
/ Mz B và ' '
/M ML B ( '
1/ 2M ML L= ; '
1/ 2M MB B= )
'
1/ 2 3,1M ML L m= =
'
1/ 2 3,1M MB B m= =
- Vùng chịu nén trong đất nền là chiều dày lớp đất nền trực tiếp gánh đỡ tải trọng
công trình bên trên truyền xuống tính từ đáy móng khối quy ước đến độ sâu mà nó thõa
mãn điều kiện '
5v zσ σ≥ (vì lớp thứ 9 có môđun biến dạng E ≥ 5000kN/m2
)
Trang 231

SVTH: NGÔ ANH HUY
Bảng 3.7 Bảng tính ứng suất hữu hiệu do tải trọng bản thân và tải trọng ngoài
Lớp
Độ sâu
z(m)
'
/ Mz B ' '
/M ML B kg zσ '
vσ
0 0,000 1,00 0,250 114,8 196,52
1 0
1 0,323 1,00 0,244 111,81 207,02
2 0
2 0,645 1,00 0,218 100,1 217,52
3 0
3 0,968 1,00 0,179 82,195 228,02
4 0
3,4 1,097 1,00 0,178 81,552 232,22
5 0
4,4 1,419 1,00 0,129 59,328 241,82
6 0
5,4 1,742 1,00 0,104 47,894 251,42
- Tại độ sâu z=5,4m ta thấy '
5*v zσ σ≈ nên giới hạn nền tính lún đến đây
=> Vậy Hn= 5,4m
- Độ lún của nền:
1 2
11
i i
e e
S h
e
−
=
+
- Với e1 là hệ số rỗng trước khi có tải trọng công trình '
1 vp σ=
e2 là hệ số rỗng khi có tải trọng công trình 2 1 zp p σ= +
Bảng 3.8 Bảng quan hệ giữa e và p
Áp lực p
(kN/m2
)
50 100 200 400
Hệ số rỗng e 0,749 0,726 0,695 0,662
Bảng 3.9 Bảng tính lún
Lớp
phân
tố
hi
(m)
'
1 vp σ=
kN/m2
e1
2 1 zp p σ= +
kN/m2
e2 Si (m)
1 1 201,77 0,695 315,08 0,676 0,0110
2 1 212,27 0,693 318,23 0,675 0,0103
3 1 222,77 0,691 313,92 0,676 0,0089
4 0,4 230,12 0,690 311,99 0,677 0,0032
5 1 237,02 0,689 307,46 0,677 0,0068
6 1 246,62 0,687 300,23 0,678 0,0052
Tổng 0,0455
Trang 232

SVTH: NGÔ ANH HUY
- Ta thấy S∑ = 0,0455m < 0,08m
=> Móng thỏa điều kiện về biến dạng
Hình 3.6 Biểu đồ ứng suất gây lún
Trang 233

SVTH: NGÔ ANH HUY
4.4.5.8. Tính toán cốt thép cho đài cọc
- Đài được coi làm việc như bản conson ngàm tại mép cột.
- Momen tại ngàm xác định theo công thức
∑=
=
n
i
ii PrM
1
n : số lượng cọc trong phạm vi conson.
Pi : phản lực đầu cọc thứ i = tải truyền xuống đầu cọc tt
iR
ri : khoảng cách từ mặt ngàm đến trục cọc thứ i.
Hình 3.7 Sơ đồ tính đài móng
- Momen tại mép cột theo mặt cắt A-A
M1 = r1* (P3 + P4)
Trong đó: r1: khoảng cách từ trục cọc đến mặt cắt A-A.
r1 = 1,05 m
P3 =Pmax = 1018,058 kN
P4 = Pmin = 1013,678 kN
M1 = r1 * (P3 + P4 )
= 1,05* (1018,058 +1013,678) = 2031,736 kNm
Chọn a0= 15cm => h0= 160-15= 145cm
1 2
0
*100
42,65
0,9* * 0,9*36,5*145
2031,736
s
s
M
A cm
R h
= = =
sA = 50,25 cm2
- Momen tại mép cột theo mặt cắt B-B
M2 = r2* (P2 + P3 )
Trong đó: r2: khoảng cách từ trục cọc đến mặt cắt B-B.
r2 = 0,9 m
P2= P3 = Ptt
max =1018,058 kN
M2 = r2 * (P3 + P4) = 0,75* (1018,058 +1018,058 ) = 2036,116 kN.m
Chọn a0= 15cm => h0= 160-15= 145cm
Trang 234

SVTH: NGÔ ANH HUY
2 2
0
2036,116*100
42,74
0,9* * 0,9*36,5*145
s
s
M
A cm
R h
= = =
sA = 50,25 cm2
Kết quả tính toán thể hiện tại bản vẽ nền móng 2 (NM 2/2).
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG
Qua hai phương án móng cọc được tính toán, để chọn được phương án tối ưu
nhất cho công trình ta cần phải xét đến nhiều yếu tố thể hiện được ưu điểm và
khuyết điểm của từng phương án trong đó kể đến như yếu tố về mặt kinh tế, điều
kiện thi công, điều kiện địa chất công trình, v.v… Để đi đến kết luận cuối cùng ta
lập bảng so sánh giữa hai phương án với các tiêu chí được đề ra trong bảng.
Bảng so sánh giữa hai phương án móng
Các tiêu chí
Móng cọc
ép
Móng cọc
khoan nhồi
- Khối lượng bê tông (tính toán dựa trên bản vẽ NM
1/2 và NM 2/2).
16,2 m3
32,5 m3
- Khối lượng thép (dựa trên bản tổng hợp cốt thép của
bản vẽ NM 1/2 và NM 2/2).
2083,8 kg 4469,8 kg
- Giá thành thi công phần cọc (chỉ tính nhân công và
ca máy theo ĐM dự toán xây dựng công trình – Phần
xây dựng theo văn bản 1776/BXD của Bộ xây dựng,
đơn giá theo QĐ 49/2006/QĐ-UBND 21/9/2006 của
Sở xây dựng Tiền Giang)
81.570đ/m 442.975đ/m
- Điều kiện địa chất công trình Dễ thi công Dễ thi công
- Điều kiện mặt bằng thi công Dễ thi công Dễ thi công
- Đòi hỏi kỹ thuật thi công Bình thường Cao
- Khả năng kiểm soát chất lượng Dễ Khó
- Tiến độ thi công Nhanh Lâu
- Sự ảnh hưởng đến công trình lân cận (ở đây vị trí
công trình nằm khá xa các công trình khác)
Không Không
Sau khi lập bảng so sánh hai phương án móng với các tiêu chí thì ta thấy
phương án móng cọc ép có nhiều ưu điểm hơn về mặt kinh tế cũng như điều kiện thi
công nên ta chọn phương án móng cọc ép là phương án móng tối ưu cho công trình.
Trang 235

thuyết minh đồ án nền móng

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to thuyết minh đồ án nền móng

Similar to thuyết minh đồ án nền móng (10)

thuyết minh đồ án nền móng