Đồ án Thiết kế móng cộc - Nguyễn Thị Hoài Thương

Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 1 Chương 3 THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.1.Các dữ liệu tính toán : 1.Số liệu địa chất : Lớp Đất Dung trọng tự nhiên (kN/m3) Dung trọng đẩy nổi (kN/m3) Lực dính C (kN/m 2) Góc ma sát trong ϕ (o) γtc γI γII γ'tc γ'I γ'II Ctc CI CII ϕtc ϕΙ ϕΙΙ 2a 18.99 18.99 18.99 9.26 0.00 0.00 9.54 6.88 8.05 12ο1’ 10 ο17’ 11ο3’ 18.99 18.99 0.00 0.00 12.20 11.02 13ο43’ 12ο58’ 2b 20.03 19.89 19.97 10.41 10.23 10.32 18.26 16.14 17.01 15ο24’ 14 ο52’ 15ο5’ 20.18 20.10 10.59 10.49 20.38 19.51 15ο56’ 15ο43’ 3 19.81 19.69 19.74 10.04 9.90 9.96 22.88 20.46 21.40 14ο40’ 14 ο0’ 14ο16’ 19.93 19.88 10.18 10.12 25.30 24.36 15ο19’ 15ο3’ 4 19.44 19.31 19.36 9.82 9.73 9.77 14.24 12.50 13.16 14ο4’ 13 ο25’ 13ο40’ 19.57 19.52 9.91 9.87 15.98 15.32 14ο44’ 14ο29’ 5 19.40 19.27 19.32 9.88 9.77 9.82 7.29 3.80 5.16 13ο49’ 12 ο57’ 13ο17’ 19.53 19.48 9.99 9.94 10.78 9.42 14ο41’ 14ο21’ 6a 18.51 18.44 18.47 9.30 9.25 9.27 2.73 0.30 1.21 26ο50’ 26 ο19’ 26ο31’ 18.58 18.55 9.35 9.33 5.17 4.26 27ο20’ 27ο9’ 6b 19.24 19.18 19.20 9.90 9.85 9.87 2.89 1.32 1.90 29ο35’ 29 ο16’ 29ο23’ 19.30 19.28 9.95 9.93 4.46 3.88 29ο55’ 29ο47’ 7 20.22 20.19 20.20 10.53 10.48 10.50 38.23 33.93 35.57 16ο45’ 15 ο40’ 15ο5’ 20.25 20.24 10.58 10.56 42.54 40.90 17ο49’ 17ο25’ Ngoại lực tác dụng: )(kNN tt )(kNmM tt )(kNQtt )(kNN tc )(kNmM tc Q tc(kN) 2136 230 172 1857.4 200 149.6 Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 2 Mặt cắt địa chất: 3.2. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CỌC : 3.2.1. Chọn chiều sâu đặt móng Df và kích thước cọc sơ bộ Chọn chiều sâu đặt đài cọc: Chọn Df = 2.0m Chọn các thông số về cọc : • Chọn cọc bêtông cốt thép có tiết diện vuông là: 35x35 cm Æ Ap = 0.35x 0.35 =0.1225 m2 • Chọn chiều dài cọc là: 23m. • Chiều dài của một đoạn cọc : l = 11.8m • Với chiều dài của cọc như vậy, thì mũi cọc sẽ cắm vào lớp 6b là lớp đất cát có khả năng chịu lực khá lớn. • Cọc neo vào đài là : 0.1 m • Đoạn đập đầu cọc là : 0.6 m. Chọn vật liệu : • Chọn mác bêtông B20 : Rb = 11.5 MPa = 11500 kN/m2, Eb = 27000000 kN Rbt= 900 kN/m2 Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 3 • Chọn cốt thép trong cọc : Chọn cốt dọc: 8φ18 (thép CII có Rs = 2250000 kN/m2) Diện tích thép trong cọc là: As= 8x 4 2dπ =20.35 cm2 Chọn cốt đai: φ6 (có Ra = 210000 kN/m2) 3.2.2. Xác định sức chịu tải cho phép của cọc Pc: 3.2.2.1. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu vật liệu: ( )(VL)a s s b bQ R A R Aϕ= + Trong đó : As : diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc trong cọc (m2) Ab : diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc đã trừ diện tích cốt thép(m2) ϕ : hệ số uốn dọc của cọc Hệ số uốn dọc theo công thức thực nghiệm : λλϕ 0016.00000288.0028.1 2 −−= Với 0 22.3 63.7 0.35 L r λ = = = =>ϕ = 0.809 Trong đó : r : bán kính cọc vuông b : bề rộng tiết diện vuông lo : chiều dài tính toán của cọc được xác định như sau: lo = υxl = 1.0x22.3 = 22.3m 20.1225 0.002035 0.12047b p sA A A m= − = − = Æ ( )(VL)a s s b bQ R A R Aϕ= + = 0.809x103x(225x0.002035 + 11.5x0.12047) = 1865 kN 3.2.2.2.Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền (DN) p p pi sis a s p s p Q A qu f hQQ FS FS FS FS = + = +∑ Trong đó: Qs: sức kháng hông cực hạn (kN) Qp: Sức kháng mũi cực hạn(kN) FSs: hệ số an toàn của ma sát hông (FSs = 2) FSp: hệ số an toàn của sức kháng mũi cọc (FSp = 3) u: chu vi ngoài của tiết diện cọc hsi: bề dày của lớp đất thứ i fsi: ma sát hông của lớp đất thứ i ( ) σh’: ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc: σv’: ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương thẳng đứng do trọng lượng bản thân đất Ca: lực dính giữa thân cọc và đất , cọc BTCT lấy ca= c ϕa: góc ma sát giữa cọc và đất nền, cọc BTCT lấy ϕa =ϕ 'si a h af c tgσ ϕ= + sisis fhuQ ∑= ppp AqQ = ' ' 1.2*(1 sin ) 'h s v vkσ σ ϕσ= = − γνρ γσ NdNCNq pqcp ++= ' Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 4 qp: cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc: Ap: tiết diện cọc Tính lần lượt cho từng lớp đất: Báo cáo khảo sát địa chất HK3. Mực nước ngầm HMNN= -1.8m STT Zñ Lôùp Hi(m) γtn (kN/m³) γ’ (kN/m³) C (kN/m²) ϕ (ñoä) 0 -1.3 maët 1.3 19 10 0 0 1 -3.4 2a 2.1 18.99 9.26 12.3 11 2 -5.0 3 1.6 19.8 10.04 25.6 14 3 -8.6 4 3.6 19.44 9.82 16 13.1 4 -11.0 5 2.4 19.4 9.88 7.5 13.7 5 -15.0 6a 4 18.51 9.3 3 26.5 6 -40.7 6b 25.7 19.24 9.9 2.6 29.4 Ltc = 40.7m 9.808 ϕtb = 25.1 Phần ma sát hông: STT Z (m) Hi(m) Ca(kN/m2) ϕ (ñoä) ks σ’v σ’h fs Qs (T) 1 -2.0 1.4 12.30 11.0 0.81 37.7 30.5 18.2 35.7 2 -4.2 1.6 25.60 14.0 0.76 52.2 39.6 35.5 79.4 3 -6.8 3.6 16.00 13.1 0.77 77.9 60.2 30.0 151.3 4 -9.8 2.4 7.50 13.7 0.76 107.4 82.0 27.5 92.3 5 -13.0 4 3.00 26.5 0.55 137.9 76.4 41.1 230.0 6 -19.7 9.3 2.60 29.4 0.51 202.5 103.1 60.7 790.2 Lms = 22.3 Toång Qs = 1379 (kN) Phần mũi cọc: Zmc ϕ (ñoä) Ca (kN/m²) Nc σ’vp (kN/m²) Nq γ’(kN/m³) dp (m) Nγ -24.3 29.4 2.6 35.37 248.5 20.93 9.9 0.35 18.5 CxNc = 92.0 σ’vpxNq = 5203 γ*dp*Nγ =64.1 5359 (kN/m2) Qp = qpxAp = 656.4 (kN) Vậy sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền: Qu = QS+QP-Gc = 1965 (kN) Với Gc: trọng lượng bản thân của cọc. Gc=n Ap lc γbt = 1x 0.1225x22.3x25 =68.3 (kN) => Sức chịu tải cho phép cọc theo đất nền: Qa = QS/FSs+QP/FSp-Gc = 837 (kN) =++= γνρ γσ NdNCNq pqcp ' Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 5 3.2.2.3. Sức chịu tải của cọc theo SPT ( )1[ 0.2 ] 3a a p s s c Q N A N L cLα= + + Ω Với: α: hệ số phương pháp thi công cọc, cọc ép BTCT có α = 30 Na: số SPT của đất dưới mũi cọc Ap : diện tích tiết diện cọc = 0.1225m2 Ns : số SPT của lớp cát bên thân cọc Ls : chiều dài cọc trong đất cát c : lực dính của đất sét bên thân cọc Lc : chiều dài cọc trong đất sét Ω : chu vi tiết diện cọc = 0.35x4 = 1.4m ( ) 1/ 3[30*30*0.1225 (0.2*22*14 5.6*8.3)*1.4] 87.2 872a SPTQ T kN= + + = = Vậy sức chịu tải cho phép của cọc: Pc = min(Qa(VL); Qa(DN); Qa(SPT)) = 837 (kN) 3.2.3. Xác định sơ bộ số lượng cọc: 2136 1.3 3.32 837 tt c Nn P β= × = × = Chọn số cọc là 4. 2 cot 21361.3 0.241( ) 11500 tt b NF m R β= = × = Chọn bcxhc = 0.4 x 0.6 (m) Khoảng cách bố trí cọc là 3d = 1.2m, mép đài cách mép cọc một khoảng ~d/2 = 0.175m 350 525 350 1750 35 0 52 5 35 0 17 50 350 35 0 600 30 0 525 52 5 Fd =1.75 x1.75 =3.06 m2 Chọn hd = 0.8m Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 6 3.3.Kiểm tra : 3.3.1.Kiểm tra sức chịu tải của cọc: 350 35 0 350 525 350 1750 35 0 52 5 35 0 17 50 525 52 5 Ngoại lực quy đổi về tâm đài móng : 2136 3.06 22 2.0 2270.64( )tt tt d tb fN N F D kNγ= + = + × × =∑ 230 172 0.8 316( )tt tt tty x dyM M H h kNm= + = + × =∑ Phản lực đầu cọc lớn nhất ở cọc 2,4 và nhỏ nhất ở cọc 1,3 : min 12 2 2270.64 316 0.525 417.22( ) 0 4 4 0.525 tttt ytt i MN P x kN n x = − = − × = >× ∑∑ ∑ max 32 2 2270.64 316 0.525 718.1( ) 837 4 4 0.525 tttt ytt c i MN P x kN P kN n x = + = + × = < =× ∑∑ ∑ 3.3.2.Kiểm tra sức chịu tải của cọc làm việc trong nhóm: Hệ số nhóm η: η = ( ) ( ) ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −+−− 21 1221 90 11 1 nn nnnnθ Trong đó : 0.35 18.43 1.05 odarctg arctg s θ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞= = =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ → η = ( ) ( )2 1 2 2 1 21 18.43 0.7952 90 2 2 − × + − ×⎡ ⎤− =⎢ ⎥× ×⎣ ⎦ Pnh = η. nc .Pc = 0.7952x4x837 = 2662kN > ftbdtt DFN γ+ = 2270.64 kN 3.3.3. Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc(móng khối qui ước): Diện tích móng khối qui ước: Fqu = Lqu Bqu Trong đó: II i i tb i l l ϕϕ =∑∑ 12.58 1.4 15.3 1.6 14.29 3.6 14.21 2.4 27.9 4 29.47 9.3 25 1 23 o tb x x x x x xϕ + + + + += = Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 7 25.1 6.275 4 o oα = = Lqu= L- 2x + 2lctanα = 1.75 – 2x 0.175 +2x 22.3xtan6.275o = 6.31 m Lqu= 1.75 – 2x 0.175 +2x 22.3xtan6.275o = 6.31 m Bqu= B- 2y + 2lctanα = 1.75 – 2x 0.175 +2x 22.3xtan6.275o = 6.31 m Bqu= 1.75 – 2x 0.175 +2x 22.3xtan6.275o = 6.31 m =>Fqu = Lqu Bqu= 6.31x6.31 = 40m Ngoại lực qui đổi về tâm móng khối qui ước: tc ' qu qu qu tc qu ( ) 1857.4 40 218.2 (1.75 1.75 0.9 4 0.1225 22.3) 25 10599.1 tc iII i d d d p c btN N B L h B L h nA L N kN γ γ= + + + = + × + × × + × × × = ∑ ∑ ∑ 200 149.6 0.9 334.6( )tc tc tc dquM M Q h kNm= + = + × =∑ 3.3.4. Kiểm tra ổn định đất nền dưới mũi cọc: Ta có: σmax ≤ 1.2 RII Trong đó: *1 2 ( ( ) )II qu c f II tc m mR Ab B l D DC k γ γ= + + + Với: C = 2.6 kN/m2 φ =29.4o(A = 1.095 ; B = 5.381 ; D = 7.776) và tck mm 21× = 1 => 1 (1.095 6.31 9.9 5.381 24.3 9.808 7.776 2.6)IIR = × × × + × × + × => 21371.1( / )IIR KN m= 2 210599.1 265( / ) 1371.1( / ) 40 tc qutc tb II qu N p kN m R kN m F = = = < =∑ 2 2 max 2 10599.1 334.6 273( / ) 1.2 1.2 1371.1 / 40 6.31 6.31 / 6 tc tc qutc x II qu x N Mp kN m R x kN m F W x = + = + = < =∑ 2 min 2 10599.1 334.6 257( / ) 0 40 6.31 6.31 / 6 tc tc qutc x qu x N Mp kN m F W x = − = − = >∑ Vậy đất nền dưới mũi cọc thỏa điều kiện ổn định. 3.3.5.kiểm tra lún theo móng khối qui ước Áp lực gây lún: ' 210599.1( ) (22.3 2) 9.808 26.66( / ) 40 tc qu gl c f tb qu N p l D x kN m F γ= − + = − + =∑ Chia lớp đất dưới móng khối qui ước thành nhiều lớp phân tố hi = 0.2bqu = 0.2x6.13 = 1.3m Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 8 - Mẩu 4-21 (độ sâu 21.5-22.0m) kết quả này dùng để tính lún cho móng có độ sâu (21.0-25m) Mẫu 4-21 Lớp 2a P(Kpa) e 0 0.788 25 0.763 50 0.749 100 0.726 200 0.690 400 0.657 800 0.619 Cc = 0.129 Bảng tính lún: Ñieåm Z(m) 2Z/B Ko σgl(kN/m²) σbt(kN/m²) 0 0 0 1 26.66 260.72 1 1.262 0.4 0.96 25.59 274.20 2 2.524 0.8 0.8 21.33 287.69 3 3.786 1.2 0.606 16.16 301.17 4 5.048 1.6 0.449 11.97 314.65 5 6.31 2 0.336 8.96 328.14 6 7.572 2.4 0.257 6.85 341.62 Lôùp hi(m) P1i P2i e1i e2i Si(cm) 1 1.262 267.46 293.59 0.666 0.656 0.713 2 1.262 280.95 304.41 0.661 0.652 0.642 3 1.262 294.43 313.17 0.656 0.649 0.514 4 1.262 307.91 321.98 0.651 0.646 0.387 5 1.262 321.40 331.86 0.646 0.643 0.289 6 1.262 334.88 342.78 0.641 0.639 0.219 2.76 cm [ ]2.76( ) 8( )S cm S cm= < = Vậy độ lún móng khối qui ước thỏa. 3.3.6.Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang Mô hình hóa đất ở xung quanh cọc là môi trường đàn hồi tuyến tính (mô hình Winkler). 5 IE Kb b c bd =α bc: bề rộng quy ước của cọc, d < 0.8m nên bc = 1.5d + 0.5 (m) Æ bc = 1.5 x 0.35 + 0.5 = 1.025 K: hệ số đất nền, tra bảng 4.1 trang 243, sách Nền móng của thầy Châu Ngọc Ẩn. == ∑ iSS Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 9 4 4000 1.4 6500 1.6 6500 3.6 6000 2.4 5000 4 5000 9.3 1.4 1.6 3.6 2.4 4 9.3 5395 / i i i K l K l x x x x x x kN m = + + + + += + + + + + = ∑ ∑ Eb = 27000000 kN/m2. I = 30.35 0.35 12 × =1.2505x10-3 m4 15 5 3 5395 1.025 0.696( ) 27000000 1.2505 10 c bd Kb m EI x α −−×= = =× Chiều dài cọc tính đổi : 0.696 22.3 15.5( )e bd mα= = × =l l , tra bảng 4.2 trang 253 sách thầy Châu Ngọc Ẩn ta được: ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ = = = → 751.1 621.1 441.2 o o o C B A Chuyển vị của cọc tại cao trình đáy đài do các lực đơn vị gây ra: 4 3 3 3 1 1 2.441 2.14 10 / 0.696 27000000 1.2505 10HH obd A m kN EI δ α − −= = × = ×× × × 4 1 2 2 3 1 1 1.621 0.99 10 0.696 27000000 1.2505 10MH obd B kN EI δ α − − −= = × = ×× × × 4 1 1 3 1 1 1.751 0.75 10 0.696 27000000 1.2505 10MM obd C m kN EI δ α − − − −= = × = ×× × × Moment uốn và lực cắt trong cọc tại cao trình đáy đài : 172 43( ) 4o H kN= = M0 = 2 0 0 4 4 0 2 0.99*10 *43 56.8 0.75*10 MH MM b ng MM b ll E IM Hl E I δ δ δ − − + + = − = − = − + kN Chuyển vị ngang yo và góc xoay tại cao trình đáy đài: 4(43 2.14 56.8 0.99) 10 0.0036( )o o HH o HMy H M x x x mδ δ −= + = − = < 0.02 m 0( )o o MH o MMH M radψ δ δ= + = Áp lực tính toán, σz (kN/m2), moment uốn Mz (kNm), lực cắt Qz (kN) trong các tiết diện cọc được tính theo các công thức sau: Lớp đất Hệ số đất nền K ( kN/m4 ) 2a 4000 3 6500 4 6500 5 6000 6a 5000 6b 5000 Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 10 404040 2 40 3 3 0 303030 2 13 0 12 0 1 0 10 ........... .......... .... DHCMBIEAyIEQ DHCMBIEAyIEM D IE HC IE MBAyzK bdbbdbbdz bd bbdbbdz bbdbbdbd e bd z ++−= ++−= ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ++−= αψαα αψαα ασα ψ σσ Trong đó: ze là chiều sâu tính đổi, ze=z×σbd Bảng tính moment uốn dọc thân cọc : Z Ze A3 B3 C3 D3 Mz(kN.m) 0.000 0.000 0 0 1 0 -56.800 0.287 0.200 -0.001 0 1 0.2 -44.502 0.575 0.400 -0.011 -0.002 1 0.4 -32.732 0.862 0.600 -0.036 -0.011 0.998 0.6 -21.724 1.149 0.800 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -11.951 1.437 1.000 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -3.721 1.724 1.200 -0.287 -0.173 0.938 1.183 3.072 2.011 1.400 -0.455 -0.319 0.866 1.358 8.206 2.299 1.600 -0.676 -0.543 0.739 1.507 11.799 2.586 1.800 -0.956 -0.867 0.53 1.612 13.935 2.874 2.000 -1.295 -1.314 0.207 1.646 14.780 3.161 2.200 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 14.576 3.448 2.400 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 13.519 3.736 2.600 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 11.808 4.023 2.800 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 9.708 4.310 3.000 -3.54 -6.000 -4.688 -0.891 7.452 4.598 3.200 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 5.118 4.885 3.400 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 2.974 5.172 3.600 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 1.282 5.460 3.800 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 0.079 5.747 4.000 -1.614 -11.731 -17.919 -15.075 -0.250 Biểu đồ moment Mz: Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 11 MOMEN CỌC M (kNm) 0 1 2 3 4 5 6 7 -70 -50 -30 -10 10 30 50 M (kN.m) Z( m ) * Kiểm tra cấu kiện chịu uốn: Dựa vào bảng giá trị trên ta kiểm tra cốt thép tại vị trí z = 1.97m, có Mz(max) = 56.8 kNm. Ta có: a = 4cm, h0 = 30 – 4 = 26 cm R R 2 gh R b b 0 0.656 0.441 M =α γ R bh 0.441 1 11500 0.3 0.26 ξ = α = = × × × × Mgh = 395.577 (kNm) > Mmax ⇒ cọc thỏa điều kiện chịu uốn. Bảng tính lực cắt dọc thân cọc : Z Ze A4 B4 C4 D4 Qz(kN) 0.000 0 0 0 0 1 43.000 0.287 0.2 -0.02 -0.003 0 1 42.184 0.575 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 1 39.858 0.862 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 36.180 1.149 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 31.544 1.437 1 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 26.284 1.724 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 20.676 2.011 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 15.146 2.299 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 9.886 2.586 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 5.110 Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 12 2.874 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 0.964 3.161 2.2 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 -2.381 3.448 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -4.977 3.736 2.6 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 -6.758 4.023 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -7.809 4.310 3 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 -8.129 4.598 3.2 -1.187 -7.204 -10.822 -9.082 -7.761 4.885 3.4 0.147 -7.118 -12.787 -12.133 -6.779 5.172 3.6 2.205 -6.212 -14.496 -15.613 -5.162 5.460 3.8 5.173 -4.111 -15.601 -19.374 -2.879 5.747 4 9.244 -0.358 -15.61 -23.14 0.157 LỰC CẮT CỌC Qy (kN) 0 1 2 3 4 5 6 7 -20 0 20 40 60 Qy (kN) Z( m ) Bảng tính áp lực ngang : Z Ze A1 B1 C1 D1 σz(kN/m2) 0.000 0 1 0 0 0 0.000 0.287 0.2 1 0.2 0.02 0.001 5.452 0.575 0.4 1 0.4 0.08 0.011 10.350 Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 13 0.862 0.6 0.999 0.6 0.18 0.036 14.292 1.149 0.8 0.997 0.799 0.32 0.085 17.093 1.437 1 0.992 0.997 0.499 0.167 18.744 1.724 1.2 0.979 1.192 0.718 0.288 19.160 2.011 1.4 0.955 1.379 0.974 0.456 18.571 2.299 1.6 0.913 1.553 1.264 0.678 17.172 2.586 1.8 0.843 1.706 1.584 0.961 15.130 2.874 2 0.735 1.823 1.924 1.308 12.737 3.161 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 10.097 3.448 2.4 0.347 1.874 2.609 2.195 7.400 3.736 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 4.807 4.023 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 2.421 4.310 3 -0.928 1.037 3.225 3.858 -0.072 4.598 3.2 -1.612 0.343 3.132 4.392 -2.233 4.885 3.4 -2.45 -0.648 2.772 4.826 -4.427 5.172 3.6 -3.445 -1.991 2.05 5.075 -6.599 5.460 3.8 -4.59 -3.742 0.857 5.029 -8.987 5.747 4 -5.854 -5.941 -0.927 4.548 -11.561 Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 14 ÁP LỰC NGANG CỦA CỌC σy (kN/m2) 0 1 2 3 4 5 6 7 -30 -20 -10 0 10 20 30 Z( m ) Kiểm tra ổn định nền quanh cọc : le = 15.5m > 2.5m : cọc dài, chịu uốn, từ bảng giá trị và biểu đồ trên, ổn định nền theo phương ngang được kiểm tra tại độ sâu z = 1.72 m , ta có cI = 9.5 , φ0 = 15.110. Cọc ép →ξ = 0.3 σv’: ứng suất hữu hiệu tại độ sâu z , σv’ = 43.5 kN/m2. [ ] )5.93.0)11.15(5.43( )11.15cos( 48.0)( cos 4 0 0 ' 21 ×+=+= tgctg IIv I y ξϕσϕηησ = 43.38 kN/m2. σy(max) = 19.16 kN/m2 < [σy] → thỏa điều kiện ổn định nền quanh cọc. 3.3.7. Kiểm tra khả năng chịu lực của cọc (nén lệch tâm) • Chọn mác bêtông B20 : Rb = 11.5 MPa = 11500 kN/m2, Eb = 27000000 kN Rbt= 900 kN/m2 • Chọn thép AII : Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 15 Rsc = 280 MPa = 280000 kN/m2, Eb = 27000000 kN As=As’ = 3φ18 = 7.63 cm Lo = 23 m Bc x hc = 0.35 m x 0.35 m ao = ao’ = 0.05; a = a’ = 0.06; ho = 0.29, ξR = 0.656 3 837 0.178 11.5 10 0.35b Nx m R b x x = = = 2a’<x<ξR ho [ ] '( ) ( 2 ) 2b o sc s xNe R bx h R A h a= − + − [ ] 3 40.17811.5 10 0.35 0.178 (0.29 ) 280000 7.63 10 (0.35 2 0.06) 357.87 2 Ne x x x x x x x x kNm−= − + − = Mmax = 56.8kNm < [ ]Ne 3.3.8. Kiểm tra cẩu cọc: 3.3.8.1.Khi cẩu lắp dựng 0.207L 0.207L0.586L L Với L = 11.7m x = 0.207L = 2.42 m L - 2x = 0.586L = 6.86 m Tải trọng tác dụng là trọng lượng bản thân cọc: 1.1 1.1 0.35 0.35 25 3.369( / )p btq A x x x kN mγ= = = x = 0.207L = 2.42 m Tải trọng động khi cẩu lắp dựng: d 1.4 1.4 3.369 4.72( / )q q x kN m= = = 2 2 max dM = 0.0683q L 0.0683 4.72 11.7 44.13( )x x kNm= = ' 3 4 gh s s 0M =R A (h a ) 280 10 7.63 10 (0.3 0.05) 53.41(kNm) −− = × × × − = Mgh = 53.41 (kNm) > Mmax-= 44.13 (kNm) Vậy cọc thỏa điều kiện vận chuyển và lắp dựng. 3.3.8.2. Chọn móc cẩu: Lực tác dụng lớn nhất lên móc cẩu (khi cẩu lắp dựng cọc): VB = 0.6305qd L = 0.6305x4.72x11.7 = 34.82 (kN) Diện tích yêu cầu của thép móc cẩu: As = VB/ Rs = 34.82/280000 = 1.24x10-4 m2 = 124 mm2. Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 16 Chọn móc cẩu φ18 có As = 254.5 mm2 3.3.7.Kiểm tra xuyên thủng Không có phản lực nào nằm ngoài vùng tháp xuyên nên móng không bị xuyên thủng. 0.0m -2.0m -25.5m 350 525 350 35 0 52 5 35 0 17 50 350 35 0 600 40 0 525 52 5 45° 3.4. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài: 3.4.1.Tính toán cốt thép trong đài theo phương x: Sơ đồ tính: 1 1 35 0 52 5 35 0 17 50 350 575 52 5 Dầm conxon có ngàm tại mép cột ,lực tác dụng lên dầm là phản lực đầu cọc. ax max2 ( / 2) tt tt m cM P x h= − = 2x718.1x(0.525 - 0.6/2) = 323.2 (kNm) Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh SV: Nguyễn Thị Hoài Thương 17 2 3 2 323.2 0.038 11.5 10 1.75 0.65 tt m b o M R bh x x x α = = = 1 1 2 1 1 2 0.038 0.0387m xξ α= − − = − − = 0.656rξ ξ< = 1 0.5 1 0.5 0.0387 0.9806xς ξ= − = − = 2 2 3 0 323.2 0.00157( ) 15.7( ) 0.9806 280 10 0.75 tt s s MA m cm R h x x xς= = = = Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 0.00157 0.138% 1.75 0.65 s o A bh x μ = = = max 0.656 11.5 2.42% 280 R b s R x R ξμ = = = min 0.05%μ = min maxμ μ μ< < Bố trí cốt thép: Chọn 17Φ14 a100 mm Chọn 9Φ12 a200 mm cho thép cấu tạo lớp trên. 3.4.2.Tính toán cốt thép trong đài theo phương y: 2 2 67 5 35 0 350 max min max( )( - / 2) (718.1 417.22)(0.525 0.2) 369( ) tt tt tt cM P P y b kNm= + = + − = 2 3 2 369 0.0434 11.5 10 1.75 0.65 tt m b o M R bh x x x α = = = 1 1 2