ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

1. ÑOÀ AÙN THIEÁT KEÁ MOÂN HOÏC
MOÂN: NEÀN MOÙNG
PHAÀN I: SOÁ LIEÄU THIEÁT KEÁ
1.1 SÔ ÑOÀ BOÁ TRÍ CHUNG TRUÏ CAÀU:
1.2 SOÁ LIEÄU TAÛI TROÏNG:
PHÖÔNG
AÙN
P
Hx
(KN)
Hy
(KN)
B1
(m)
B2
(m)
L
(m)
H
(m)
CÑ
ÑT
CÑMÑTN
1
14000
400 55 7 1.4 Ph= 8000 1.2 0.8 6.2 0.8
Pt= 1000

2. 1.3 CAÙC CHÆ TIEÂU CÔ LYÙ CUÛA ÑAÁT:
K.HIEÄ
U
LÔÙP
ÑAÁT
CHIEÀU
DAØY

(KN/m3)
Gs
W
(%)
WL
(%)
WP
(%)
C
(KN/m)

(ÑOÄ)
e0 Cc a0 N
9 5.9 17.9 2.73 26.2 31.5 18.4 29 19 0.77 0.53 13
19 7.9 18.9 2.71 21.2 26.5 16.6 34 24 0.67 0.43 23
28 18.9 2.7 17.7 CAÙT HAÏT THOÂ 36 0.3x10-4 26
PHAÀN II:
2.1 Ñaùnh Giaù Ñieàu Kieän Ñòa Chaát Coâng Trình:
Vôùi ñieàu kieän ñòa chaát coâng trình nhö treân ta tính caùc chæ soá ñeå keát luaän loaïi ñaát vaø
traïng thaùi cuûa ñaát.
Chi tieâu chæ soá deûo: A = WL – WP
Chæ tieâu ñoä ñaëc cuûa ñaát: B =
W 
Wp
WL 
Wp
Trong ñoù:
- A : chæ soá deûo cuûa ñaát
- B : chæ tieâu ñoä chaët cuûa ñaát
- W : ñoä aåm töï nhieân cuûa ñaát
- WL: giôùi haïn deûo
- Wp: giôùi haïn chaûy
2.1.1: LÔÙP 1:
A = WL – WP = 31.5 – 18.4 = 15.2
7 < 15.2 <17 Vaäy ñaây laø lôùp ñaát seùt pha(aù seùt)
B =
W 
Wp
WL 
Wp
=
29.7 
19.8
35 
19.8
= 0.65
0.5 < 0.65 < 0.75 Vaäy ñaát ôû traïng thaùi deûo meàm.
2.1.2: LÔÙP 2:
A = WL – WP = 27 – 16.6 = 10.4
7 < 10.4 <17 Vaäy ñaây laø lôùp ñaát seùt pha(aù seùt)
B =
W 
Wp
WL 
Wp
=
21.7 
16.6
27 
16.6
= 0.0.49
0.25 < 0.49 < 0.5 Vaäy ñaát ôû traïng thaùi dẻo cứng.
2.1.3: LÔÙP 3:

3. Caùt haït thoâ chòu löïc toát SPT : 25 buùa/mm vaäy neân ñaët taûi troïng leân lôùp ñaát naøy.
2.2 : LÖÏA CHOÏN SÔ BOÄ KÍCH THÖÔÙC MAËT CAÉT NGANG COÏC VAØ CAO
ÑOÄ MUÕI COÏC:
Choïn coïc beâ toâng coát theùp thöôøng 35x35 coù maët caét ngang nhö sau:
8þ22
þ8
5 25 5
1500 35
Chieàu saâu ñaët muõi coïc laø -14m
3500
CÑMÑTN:0.8mm
7800 5200
CAÙT HAÏT THOÂ
-14m
2.3: choïn sô boä kích thöôùc moùng,
chieàu cao thaân truï,chieàu saâu
ñaët moùng:
2.31: chieàu cao beä moùng : hb = 1.5m
2.32 : chieàu saâu ñaët moùng:
Chieàu saâu choân moùng toái thieåu (tính töø cao ñoä maët ñaát töï nhieân tôùi cao ñoä ñænh beä)

4. Chieàu saâu choân moùng phaûi ñaûm baûo löïc ngang taùc duïng leân moùng ñöôïc truyeàn cho
ñaát ôû phía sau beä chòu, do ñoù cao ñoä ñænh beä phaûi ñaët ñeán ñoä sau:
H ≥ 0.75tg2 (45 - /2)*
2 *
a
H
*
Ñoái vôùi löïc ngang Hy:
 = 15.50 goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát thöù nhaát ñaët beâ moùng
Hy = 70KN löïc ngang taùc duïng taïi ñænh truï (theo phöông doïc caàu)
A = 9.6m kích thöôùc cuûa caïnh beä truï theo phöông vuoâng goùc vôùi Hx
 = 18.2 KN/m3 troïng löôïng theå tích cuûa lôùp ñaát thöù nhaát (ñaët moùng)
Töø ñoù ta coù theå suy ra:
H ≥ 0.75tg2 (45 – 15.5/2)*
70 * 2
2. 18* 6. 9
= 0.346 m
Ñoái vôùi löïc ngang Hx:
 = 15.50 goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát thöù nhaát ñaët beâ moùng
Hy = 450KN löïc ngang taùc duïng taïi ñænh truï (theo phöông doïc caàu)
A = 3.5m kích thöôùc cuûa caïnh beä truï theo phöông vuoâng goùc vôùi Hx
 = 18.2 KN/m3 troïng löôïng theå tích cuûa lôùp ñaát thöù nhaát (ñaët moùng)
Töø ñoù ta coù theå suy ra:
H ≥ 0.75tg2 (45 – 15.5/2)*
2 * 450
3.5*18.2
= 1.77 m
Choïn h = 3.5m
2.33: chieàu daøi coïc caàn thieát:
L coïc = (0.8 – 1.5) – (-14) +0.8 = 12.5m
Maët khaùc chieàu daøi coïc thoûa maõn ñieàu kieän chòu uoán doïc:
1
80
p
≤
L coc
1
≤
30
↔
1
80
≤
35. 0
5. 12
1
≤
30
→ thoûa maõn ñieàu kieän
Vaäy choïn chieàu daøi coïc L = 14m chia lam 2 ñoaïn
2.3.4: chieàu cao thaân truï:
H truï = CÑ ÑT – H – CÑMÑTN + h = 6.2 – 1 – 0.8 + 1.5 = 5.9m
Choïn H truï = 6m
2.4 : xaùc ñònh taûi troïng taùc duïng leân taâm ñaùy moùng:
P : löïc taùc duïng taïi ñænh truï
PH : löïc do tónh taûi
Ph : löïc do hoaït taûi
Mx,My : moâ men caùc löïc ngang theo phöông ngang caàu, phöông doïc caàu.

5. Hx,Hy :löïc ngang taùc duïng theo phöông ngang, doïc caàu.
2.4.1 : troïng löôïng truï:
Theå tích xaø muõ: V1 = {0.7*1.8*10.6 + (1/2*0.3*1.6)*2+7.4*0.3+1.8} = 17.832m3
2 d
- Theå tích thaân truï: V2 = {1.3*6.7*7 + ( * 7
4
)}
2. 1 * 2 
V2 = {1.3*6.7*7 + ( 7 *
4
)}= 70.3 m3
- Thể tích bệ trụ: V3 = 3.5*1.5*9.6 =50.4 m3
- Trọng lượng bản thân trụ: bt= 24 KN/m2
G =(V1+V2+V3)* bt =(17.832+70.3+50.4)*24 = 333.984 KN
2.4.2 : Lực thẳng đứng chưa có hệ số
- Lực thẳng đứng do tỉnh tải: Pt = 10000 KN
- Lực thẳng đứng do hoạt tải: Ph = 8000 KN
2.4.3 : Lực ngang:
- Theo phương dọc cầu : Hy = 70 KN
- Theo phương ngang cầu: Hx = 450 KN
2.4.4:Momen do lực ngang:
- Theo phương ngang cầu : Mx = Hy * 8.3 = 70*8.3 = 581 KN.m
- Theo phương dọc cầu : My = Hx * 8.3 = 450*8.3 = 3735 KN.m
2.2.5: Tổ hợp tải trọng có hệ số :
- Hệ số tải trọng :
- Đối với hoạt tải: nht = 1.75
- Đối với tỉnh tải : ntt = 1.25
Theo phương ngang cầu Theo phương dọc cầu
Tiêu
chuẩn
Hệ
số
Tính
toán
Tiêu
Chuẩn
Hệ
số
Tính
toán
Trọng lượng trụ 333.984 1.25 417.48 333.984 1.25 417.48
Lực thẳng đứng
Do tỉnh tải 10000 1.25 12500 10000 1.25 12500
Do hoạt tải 8000 1.75 14000 8000 1.75 14000
Lực ngang 450 1.75 787.5 70 1.75 122.5

6. Momen 456.5 1.75 798 3320 1.75 5810
- Lực thẳng đứng : N= G+ Ph+Pt = 333.984+12500+14000 = 26833.984 KN
- Lực ngang
- Phương dọc cầu: Hy = 122.5 KN
- Phương ngang cầu: Hx = 785.5 KN
- Momen
- Phương dọc cầu: Mx = 798
- Phương ngang cầu: My = 5810
2.5 Xác định sức chịu tải của cọc:
2.5.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
P0
vl = * Pn  *0.80.85 *c *(Ag  Ast )  ty * Ast 
Trong đó :
75. 0  
ty = 280 MPa
Ag =122500 (mm2 ) ( Diện tích nguyên của mặt cắt ngang cọc)
Ast = 3096 (Diện tích nguyên cốt thép)
P0
vl = 0.75*0.8* 0.85*30 *(122500  3096 )  280 *3096 
= 520268.01 = P0
vl = 5202.68 KN
2.5.2 Sức chịu tải của đất nền :
P0
dn = p *Qp s *Qs
2.5.2.1: Tính sức kháng mũi cọc (Qp)
Ta có : Qp = qp * Ap
Trong đó : Ap Diện tích mũi cọc và lấy bằng diện tích mũi cắt ngang cọc
Ap = Ag = 16000 (mm2)
qp sức kháng đơn vị mũi cọc
qp =
0.038* N1*Db
D
Với N là chỉ số SPT của lớp đất mũi cọc
N1= 0.77*24=18.48 (Búa /min)
Db = 2.5 m = 2500 mm chiều dài ngập trong tầng chịu lực
D = 400 mm (chiều rộng cọc)

7. 0.038*18.48*2500
qp = 7.01
400

Vậy sức kháng mũi cọc là:
qp =qb *Ap = 7.01*160000 = 1120.34 KN
2.5.2.1: Tính sức kháng thân cọc:
Qs = qs * As
As : diện tích bề mặt thân cọc
Qs = 0.0019 * Ntb (sức kháng đơn vị cọc)
Ntb =
hi Ni

 *
hi
số búa trung bình chưa hiệu chỉnh dọc thân cọc.
Lớp 1 đất á sét dày 5.7m
Ntb =
hi Ni

 *
hi
=
7. 5 *11
7. 5
=11(búa/mm)
Qs1 = 0.019*11 = 0.0209 MPA
Asl = 4*5700*400 = 912000 000(mm2)
Lớp 2 đất á sét dày 7.7m
Ntb =
Ni hi

 *
hi
=
11*5.7  21*7.7
13.74
=16.74 (búa/mm) chọn 17 búa
Qs2 = 0.019*16.74 = 0.0318 MPA
As2 = 4*7700*400 = 12320 000(mm2)
Lớp 3 cát hạt thô
Ntb =
Ni hi

 *
hi
=
11*5.7  21*7.7  24*2.5
15.9
=17.88 (búa/mm) chọn 18 búa
Qs3 = 0.019*17.88 = 0.0339 MPA
As3 = 4*2500*400 = 4 000 000(mm2)
Sức kháng thân cọc:
Qs = As *qs = 9120000*0.0209+0.0318*1232000+0.339*4000000 = 730.3 (kn)
P0
dn = p *Qp s *Qs
Trong đó : chọn  = 0.7 ,  s = 0.65
P0
dn = 0.7*1120+0.65*730.3 =1259(kn)
2.6: Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc móng
Số lượng cọc móng được xác định theo công thức
n =  *
N

P gh
trong đó   1.1
24156.25
→n = 1.1 20.8
1259
 (cọc) → (chọn 21 cọc)

8. 2.6.2: Bố trí cọc trên mặt bằng
2.6.3: Tính nội lực đầu cọc:
Tính nội lực đầu cọc theo công thức:
My
N
Pi = Xi
Xi
ni
*
 2

Trong đó N = 24156.25 KN tải trọng thẳng đứng tác dụng tải trọng tâm đáy móng
Mx = 79.8 KN.m momen tác dụng tại trọng tâm đáy móng
My = 5810 KN.m momen tác dụng tại trọng tâm đáy móng
Xi2;X2y là tổng bình phương tọa độ giữa các cọc bệ trụ m , só hàng theo phương X, m = 7
Số hàng theo phương X và Y
X2i  3*(2*4.2 2 + 2*32+2* 1.82 + 2*0.62) = 181.44 m2
X2y  8*(1.15 2 + c2+1.152 ) = 21.16 m2
Do lực dọc phận bố đều cho các cọc và tác dụng len các cọc và gây ra áp lực nén mặt khác ngoại lực
Mx ,My và Mx, My có trị số không đổi
Pmax =
N
n
My
+ *
2 *m*x2i
Xmax
Pmin =
N
n
My
- *
2 *m*c2i
Xmax

9. Pmax =
27263.105
24
6972
+
2 *8*181.44
*12= 1146.042(KN)
Pmix =
27263.105
24
6972
-
2 *8*181.44
*12= 1125.88(KN)
→ Cọc hoàn toàn chịu nén
Ap = 0.4*0.4*1.5*24=57.6 KN (trọng lượng 1 cọc)
Kiểm toán sức chịu tải của cọc theo TTGH cường độ
Pmax = 1146.042 (KN) < P0
VL =7022.59 (KN)
Pmax + Ap  1203.642(KN)  1146.042 (KN) < P0
dn =1399.248 (KN)
Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực
7. Kiểm toán móng theo giới hạn sử dụng
a> Khối móng quy ước:
do tải trọng gây lún chính là lực thẳng đứng của hoạt tải và tỉnh tải gây ra lớn do vậy ta phải chuyển
hệ tải trọng về trọng tâm đáy móng khối quy ước để tính lún
Tính toán trọn lượng của khối móng quy ước
Gqu = Vqu * b  
Tính
 
i li

li
tb
 *
15.5*5.4  23.5*7.8 
37*14
 = 
14.4
23.430
1
1
  tb  0 = 5.857
Vậy góc mở * 23.43
4
4
Tính toán kích thước đáy móng khối quy ước
Cạnh theo phương ngang cầu: (A)
A= A1 +d +2*L*tg =8.4+0.4+2*14*tg5.875=11.93(m)
Cạnh theoi phương dọc cầu: (B)
B= B1 +d +2*L*tg =2.3+*0.4+2*14*tg5.875=5.8(m)
Trọng lượng của khối móng quy ước:
Gqu= A*B*18.1*20=11.93*5.8*18.1*20=25048.228 (KN)
Lực tác dụng tại trọng tâm đáy khối móng quy ước:
N= Gqu+Ntt= 25048.22+27263.105= 52311.33 (KN)
→ Ứng suất phân bố đều dưới đáy móng là:
Mv=
N
Fqu
=
52311.33
11.93 
5.8
= 723.98 (KN/m2)
Vậy ứng suất gây lún do tải trọng gây ra tại đáy móng khối quy ước

10. N0
gt = Ni- i *hi  723.98 (1.8.2*5.2  78.8*7.819.1*14)  4251.4(KN /m2 )
b>Tính lún cho móng
để tính lún ta dùng phương pháp cộng lún cùng lớp và chia lớp đất ở dưới móng khối quy ước thành
nhiều lớp nhỏ và bề dày bằng nhau , bằng 1m
chia lớp đất thành nhiều lớp sẽ có độ dài (0.2→ 0.4)B
(0.2→ 0.4)*5.8 = (1.16→2.32) chọn Z = 2 m
Điểm
5.965

2.915
L
B
Z(m)
Z
B
K0
Nql Kg GT  
) 2/ (
*
m KN
0 2.046 0 0.13 1 425.4
1 2.046 2 0.68 0.615 261.621
2 2.046 4 1.37 0.33 140.382
3 2.046 6 2.058 0.152 64.66
4 2.046 8 2.744 0.1278 54.366
5 2.046 10 3.43 0.0921 39.179
Biểu đồ phân bố ứng suất qua trọng tâm đáy móng:

11. 268.02
294.76
312.5
384.24
374.48
401.72
Ta thấy từ độ sâu 10 m tính từ chân móng khối quy ước thì
gl  bt  gl  KN m bt  KN m
* ( 39.179 / 2; 401.72 / 2
1
5
Đây là phạm vi kết thúc lún
Vậy độ lún tại trọng tâm đáy móng theo quy ước được tính theo công thức
S=  li hi
E
*  *

Trong đó cát   0.76
Tỉ số modun biến dạng E=N=24Mpa=2400 (KN/m2)

12. Bảng tính độ lún của móng:
Lớp
phân
bố
Chiều
ql
dày(m) (KN / m2)
bt
(KN / m2)
E
(KN/m2)

1 *
m
( )
Si hi
E
S


S=Si
(cm)
1 2
425.4
261.621
343.51 24000 0.76 0.022
0.048m=4.8cm
2 2
261.612
140.308
201.0015 24000 0.76 0.013
3 2
140.308
64.66
102.521 24000 0.76 6.66*103
4 2
64.66
54.306
59.513 24000 0.76 3.868*10-3
5 2
54.306
39.179
46.725 24000 0.76 2.959*10-3
Kiểm toán đất nền tại đáy móng theo quy ước.
Momen tác dụng tại đáy móng theo quy ước theo phương dọc cầu:
My= 6.972*600+14= 1537.2 (KN.m)
Momen tác dụng tại trọng tâm của đáy móngtheo phương ngang cầu
Mx= 755.9+65*14= 166.59(KN.M)
Lực ngang tác dụng tại trọng tâm đáy móng theo quy ước:
Hx=600 KN
Hy= 65 KN
Lực thẳng đứng
N= 27263.105 KN
a>tính ứng suất lớn nhất tại đáy móng theo khối quy ước:
 max=
N
Equ
Mtt
N
Mtt
- Wqu
A * B
A* B
2  
27263.105 15,372
2
Smax = 412.63( . )
11.93 *5.8
11.93*5.8
2   KN m
b> Tính toán sức chịu tải của đất nền
Ru = 3.2*10-5 *N *B (Cw1+Cw2 *
Df
B
)*Ri
14000
=3.2*10-5*0.77*24*11.930(1+1* ) *0.997 15.143
11.930
 (Mpa)

13. Ru = 15.143 (KN/m2)
Ta thấy max 412.68( / ) 1.2 * 18173 .6( / ) 2 2   KN m  Ru  KN m
Vậy đất nền đảm bảo các cường độ
Phần III. Thiết kế tổ chức thi công
1. Kiểm tra cọc khi thi công
Tổng chiều dài cọc thi công là 15 m chia làm 2 đốt với chiều dài tương ứng là 10 m và 5 m
Khi vận chuyển và khi treo giá búa cường độ của cọc là :
Khi vận chuyển
a = khoảng cách từ đầu cọc đến móc cẩu
a = 0.207*L =0.207* 10 = 2.07 m
a = 0.207*L = 0.207*5= 1.035 m
tại phần bệ trên 1 mét dài:
q = bt * Fcoc  24*0.4*0.4*1.5  5.74KN /m
nđ = =1.5 hệ số động

14. 2 2
5.76 * 2.07
M1 = q* 12.34( . )
2
2
KN m
q
 
M1
2 2
5.76 *1.035
, = q* 3.085( . )
2
2
KN m
q
 
( 2 )2
q l a
M2 = 
M

8
5.76(10 2 * 2.07)2
1 = 12.54 12.38( )
8
  KNm

M2
( 2 )2
q l a
, = 
M

8
5.76(5 2 *1.035)2
2 = 3.085 3.096( )
8
  KNm

M = Mmax = 12.38 (KN.m)
* khi treo giá búa:
,a = 0.294*l = 0.294*10 = 2.94 m
a = 0.294*l = 0.294*5 = 1.47 m
2 2
5.76 * 2.94
M1 = q* 24.89( . )
2
2
KN m
q
 
M1
2 2
5.76 *1.47
, = q* 5.644( . )
2
2
KN m
q
 
( )2
q l a
M2 = 
M

8
5.76(10 2.94)2
1 = 24.89 10.997( )
8
  KNm

M2
( )2
q l a
, = 
M

8
5.76(5 1.47)2
2 = 5.644 3.327( )
8
  KNm

Momen lớn nhất M=Mmax= 24.89 KN.m
Diện tích cốt thép cần thiết trong cọc khi vận chuyển
M max
12.38
   =122.8 mm2
F1 = 4 2
4
0
1.228 *10
0.9 * 0.4 * 28 *10
0.9 * *
m
h fy
Diện tích cốt thép bố trí trong cọc khi vận chuyển

15. 2 2
3.14 * 40
*
d
F 2
'   *8 
10048
mm
4
*8
4

Vậy F’ > F1 ,thỏa mãn điều kiện vận chuyển
Diện tích cốt thép cần thiết khi treo giá búa
24.89
max
F2 = 4 2 2
4 2.46 *10 246
0.9 * 0.4 * 28 *10
0.9 * *
0
m mm
h fy
M
   
Vậy F’ > F2 thỏa mãn điều kiện khi treo giá búa
2.Tính toán đường hàn mối nối cọc
Cọc được nối tại đầu các đốt cọc bằng phương pháp hàn nỗi mối bán nổi cốt thép góc 4L
,100*100*2.4 tấm bán 100*10 chiều dày đường hàn là 2 mm
3.Tính toán chọn búa đóng cọc
Loại búa đóng cọc ảnh hưởng rất lớn đến công tác đóng cọc , tùy theo trọng lượng cọc độ sâu đóng
cọc , yêu cầu khả năng chịu đựng của cọc và điều kiện thi công mà ta chon loại búa cho hợp lý
Theo linh nghiệm năng lượng của nhát búa ít nhất phải >25 tấn khả năng chịu lực giới hạn của cọc
tức là E > 25 p0 đn mà p0 đn là sức chịu tải tính toán của đất nền
P= 1399.248 KN
→ E=25*1399.248 = 34981.2 KN = 3498.12 m
Vậy chọn búa thủy lực V100N5 có thông số sau:
+ Năng lượng tối đa 1 nhát búa = 6000 KG.m
+ Một hành trình tối đa H=1.2m
+ Một hành trình tối thiểu K2
1=0.2m
+ Tốc độ đánh búa khi hành trình dài 1.2m là 4L
+ Trọng lượng bản thân búa là 5100 KG
+Trọng lượng của đầu búa không tính mũi Q : 8400 KG
4. Tính độ chối:
e =
K q Q
q Q
n F n F
P
n F

*
 
1 * *
*
)
*
2
) (
2
(
* 2
2 2
Trong đó:
n =10 hệ số kinh nghiệm
F=0.16 m2 diện tích mặt cắt ngang cọc
Q=400 KG= 840000daN trọng lượng búa
q = 119.04 KN =1190.4 daN trọng lượng và thiết bị phụ trợ
K12 =0.2
H = 1.2 chiều cao rơi búa

16. 0.2 *1190.4 840000
*
→ e = m 9
10*0.16
2 2
8.161*10
1190.4 840000
)
2
) (
10*0.16
2
(13992.48
10*0.16  


 