hướng dẫn Mẹo Hay

Hướng dẫn đồ án nền móng băng lê bá vinh

1. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 1 I. ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH +Công trình thiết kế là nhà khung bê tông cốt thép không có tường chèn. +Tra TCVN 9362 -2012 có trị biến dạng cho phép: - Độ lún lệch tuyệt đối lớn nhất : Sgh=0,08m - Độ lún lệch tương đối : Sgh=0,002 II.ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH-ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 1. Vị trí địa hình: +Hiện trạng của công trình là khu đất trống đã được san lấp mặt bằng, thuận tiện cho việc khoan, khảo sát địa chất. 2. Địa tầng và các chỉ tiêucơ lý: Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất Lớp đất Số hiệu Loại đất Chiều dày [m] Trọng lượngriêng tự nhiên  [kN/m3 ] Trọng lượng riêng hạt s [kN/m3 ] Độ ẩm W % Giới hạn chảy WL % Giới hạn dẻo WP % Góc ma sát trong II [o] Lực dính cII [kPa] Mô đun biến dạng E [kPa] Sức kháng mũi xuyên qc [kPa] Chỉ số SPT N30 1 Tt Trồng trọt 2,0 17 - - - - - - - - - 2 S3 Sét 4,5 18,4 26,5 38 45 26 17 27 10000 1400 7 3 Sf4 Sét pha 5,0 18,5 26,8 30 36 22 16 10 10000 1800 8 4 Cf4 Cát pha 3,0 18,3 26,4 30 31 25 15 28 7800 2200 5 5 Ct1 Cát trung 8,0 19,2 26,5 18 - - 35 - 31000 10300 45 Lớp 1: Đất trồng trọt, có chiều dày trung bình 2,0m. + Lớp đất này không đủ chịu lực để làm móng công trình, không có tính năng xây dựng, phải bóc bỏ lớp này và phải đặt móng xuống lớp đất dưới đủ khả năng chịu lực.
2. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 2 Lớp 2 : Đất sét dày trung bình 4,5m: + Có độ sệt: p L L p W W 38 26 12 I 0,632 W W 45 26 19          L 0,5 I 0,632 0,75   nền đất ở lớp 2 này ở trạng thái ‘dẻo mềm’. +Hệ số rỗng: e= s [1 0,01W] 1     = 26,5[1 0,01.38] 1 0,9875 18,4    +Trọng lượng riêng đẩy nổi: ñn           3s W 26,5 10 8,302[KN / m ] 1 e 1 0,9875 +Đất sét trạng thái ‘dẻo mềm’ có môđun biến dạng E = 10000 [kPa] đất khá tốt. Lớp 3: Sét pha dày trung bình 5,0m có: +Độ sệt: p L L p W W 30 22 I 0,571 W W 36 22        L 0,5 I 0,571 0,75   nền đất ở lớp 3 này ở trạng thái ‘dẻo mềm’. +Hệ số rỗng: s [1 0,01W] 26,8[1 0,01.30] e 1 1 0,883 18,5          +Trọng lượng riêng đẩy nổi: ñn   3s W 26,8 10 8,923[KN / m ] 1 e 1 0,883         +Đất sét pha ở trạng thái ‘dẻo mềm’ có môđun biến dạng E =10000[kPa]  đất khá tốt. Lớp 4:Lớp cát pha dày trung bình 3,0m có: +Độ sệt: p L L p W W 30 25 I 0,833 W W 31 25        L 0 I 0,833 1,0   nền đất ở lớp 4 này ở trạng thái ‘dẻo’.
3. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 3 2 1 3 4 5 MNN
4. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 4 +Hệ số rỗng: s [1 0,01W] 26,4[1 0,01.30] e 1 1 0,875 18,3          +Trọng lượng riêng đẩy nổi ñn   3s W 26,4 10 8,747[KN / m ] 1 e 1 0,875         +Đất cát pha ở trạng thái ‘dẻo’ có môđun biến dạng E =7800[kPa]  đất trung bình. Lớp 5:Lớp cát trung dày trung bình 8,0m có: +Hệ số rỗng: s [1 0,01W] 26,5[1 0,01.18] e 1 1 0,629 19,2           0,55     sb F 10,81 b 3,1[m] 1,125 Chọn b=3,2m  l=3,2.1,125=3,6m. Chọn kích thước lxb=3,6x3,2 [m]
7. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 7                   tc tb tc max tc min P 194,37 R 235,63 P 273,67 1,2R 282,76 P 115,07 0 3. Kiểm tra kích thước móng theo trạng thái giới hạn II  Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng. -Với b=3,2m, tính lại R:     1,1.1,0 R [0,4.3,2.18,4 2,58.1,13.17,61 5,16.27] 235,63[kPa] 1,0          tc tc tc o dc max,min tb tb N N 6e P 1 h lb l * 2,7. . . 2,7.1,575.3,2.17,5 238,14[ ]tc dc dlN L b kN   * 3,6 0,45 1,575[ ] 2 2 cl l L m      +Độ lệch tâm: c dc l L* 0,45 1,575 e 1,0125[m] 2 2      . . 183 155.0,8 238,14.1,0125 0,33[ ] 1410 238,14 tc tc tc oy ox m dc dc tc tc o dc M Q h N e e m N N                  tc max,min 1410 238,14 6.0,33 P 1 20.2,565 3,2.3,6 3,6 tc min P 115,07[kPa] tc max P 273,67[kPa] Đạt  Kiểm tra điều kiện kinh tế:      tc max 1,2R P 282,76 273,67 .100% 3,2% 5% 1,2R 282,76 Như vậy kích thước đế móng là 3,2x3,6 [m] là đạt yêu cầu thiết kế.   tc tb 115,07 273,67 P 194,37[kPa] 2
8. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 8  Kiểm tra điều kiện áp lực trên bề mặt lớp đất yếu.  Trọng lượng riêng hiệu quả của các lớp đất: +Từ mặt đất đến đáy lớp 1: 3 1 17[KN / m ]  +Từ mặt lớp 2 đến mực nước ngầm: 3 2 18,4[kN / m ]  +Từ mực nước ngầm đến hết đáy lớp thứ 2:   3 ñn2 8,302[kN/ m ]  Kiểm tra điều kiện:      bt gl tc z h H z H dyR +Ứng suất bản thân tại đáy móng: 3,55 17.2 18,4.[3,55 2] 62,52[ ]bt z h kPa      +Ứng suất bản thân tại mực nước ngầm: 3,55 0,55 62,52 18,4.0,55 72,64[ ]    bt z kPa +Ứng suất bản thân tại đáy lớp thứ 2 [dưới mực nước ngầm]: 3,55 2,95 72,64 8,302.[6,5 4,1] 92,56[ ]     bt z kPa +Áp lực gây lún tại đáy móng: 3,55 194,37 62,52 131,85[ ]gl tc bt tb z hP P kPa      +Ứng suất gây lún tại đáy lớp 2: 2,95 0.  gl gl z H K P Tra bảng ta có:   2 3,6 2.2,95 ; ; 1,125;1,844 0,408 3,2 3,2               o l z K f f f b b  2,95 . 0,408.131,85 53,79[ ]    gl gl z H oK P kPa Tổng ứng suất tại mặt trên lớp đất yếu: 3,55 2,95 2,95 92,56 53,79 146,35[ ]       bt gl z z kPa +Cường độ tính toán của nền trên đất yếu: '1 2 [ . . . . . ]    dy I tc y II y I c II t m m R Ab B h cD k m1 =1,1 do móng đặt lên lớp đất sét pha có         p L L p W W 30 22 I 0,571 0,5 W W 36 22 m2 =1 do nhà khung là kết cầu mềm.
9. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 9 ktc =1 do các chỉ tiêu cơ lý xác định bằng thí nghiệm trực tiếp đối với đất. cII = 10 [kPa] φII= 16  tra bảng có A = 0,35; B = 2,43; D = 5     3 II ñn3 8,923[kN/ m ] do mặt đất yếu nằm ở dưới mực nước ngầm. BIỂU ĐỒ KIỂM TRA ÁP LỰC TRÊN NỀN ĐẤT YẾU -0.45m 0.00m -3.00m -3.30m -4,00m
10. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 10 + Diện tích đáy móng quy ước : 2 2,95 . . 1410 20.2,565.3,2.3,6 37,2[ ] 53,79        tc o tb tb y gl z N h F A m Ta có 3,6 3,2 0,2 2 2      l b a +Bề rộng móng quy ước : 2 2 37,2 0,2 0,2 5,9[ ]      y yb A a a m ; +Độ sâu chôn móng quy ước: Vì bề rộng tầng hầm lớn hơn 20m nên hy được tính từ mặt trên sàn tầng hầm đến đáy móng móng quy ước: hy=6,5- 2,55=3,95[m] +Trọng lượng riêng hiệu quả trung bình của đất trong phạm vi hy: ' 3 2 18,4[ / ]   II kN m  '1 2 [ . . . . . ]     tc dy y II y II tc II m m R Ab B h D k c   1,1.1 [0,35.5,9.8,923 2,43.3,95.18,4 5.1 ,5 1 60] 2 9   kPa Ta có: 3,55 2,95 2,95 146,35[ ] 269,5[ ]          bt gl tc z h H z H dykPa R kPa  Đảm bảo áp lực trên nền đất yếu.  Kiểm tra biến dạng của nền: + Ứng suất bản thân tại đáy móng: 3,55 17.2 18,4.[3,55 2] 62,52[ ]bt z h kPa      + Ứng suất bản thân tại các điểm zi: .  i bt z i ih +Ứng suất bản thân tại mực nước ngầm: 3,55 0,55 62,52 18,4.0,55 72,64[ ]    bt z kPa + Ứng suất gây lún ở độ sâu z kể từ đáy móng: . .131,85[ ]  gl gl z o oK P K Kpa + Chia các lớp đất dưới móng thành các phân tố có chiều dày hi: 3,2 0,8[ ] 4 4   i b h m  Chọn hi=0,8[m]
11. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 11 BẢNG TÍNH LÚN Lớp đất Điểm z[m] 2z/b l/b K0 σgl[kPa] σbt[kPa] 0,2σbt Sét 0 0.00 0.00 1.125 1 131.850 62.520 12.504 1 0.80 0.50 1.125 0.925 121.961 72.840 14.568 2 1.60 1.00 1.125 0.717 94.536 79.482 15.896 3 2.40 1.50 1.125 0.506 66.716 86.123 17.225 3* 2.95 1.84 1.125 0.398 52.476 90.689 18.138 Sét pha 4 3.20 2.00 1.125 0.352 46.411 92.920 18.584 5 4.00 2.50 1.125 0.256 33.754 100.058 20.012 6 4.80 3.00 1.125 0.191 25.183 107.197 21.439 7 5.60 3.50 1.125 0.147 19.382 114.335 22.867 +Tại độ sâu z=5,6m so với đáy móng có 5,6 19,382[ ] gl z kPa ; 9,15 141,335[ ]   bt z h H kPa + Thấy 5,6 9,1519,382[ ] 0,2 22,867[ ]       gl bt z z h HkPa kPa → Giới hạn nền H=5,6m so với đáy móng. Độ lún của nền được xác định: iS S  +Độ lún của nền của lớp đất sét:  1 1 0,8 . . 126,906 108,249 80,626 59,596 .0,8 0,024[ ] 2,4[ ] 10000        glS A m cm E +Độ lún của nền của lớp đất sét pha:  2 2 0,8 . . 49,444 40,082 29,468 22,283 .0,8 0,009[ ] 0,9[ ] 10000        glS A m cm E → S = S1+S2 = 3,3 [cm] < Sgh = 8[cm] →Thỏa mãn điều kiện độ lún tuyệt đối.
12. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 12 Biều đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún *Kết luận: Chọn diện tích móng là 3,2x3,6m. 4. Tính toán và cấu tạo cho móng [Theo trạng thái giới hạn I]  Chọn bê tông, cốt thép. +Chọn bê tông móng B15 có Rb = 8500 [Kpa], Rbt = 750 [Kpa]; +Chọn thép móng CII có Rs =280000 [Kpa] +Chọn lớp bê tông bảo vệ abv = 35 [mm] [Làm lớp bê tông lót dưới] → chiều cao làm việc của bê tông móng ho = hm - abv h0 = 800 – 35 = 765= [mm]=0,765[m] -0.45m 0.00m -3.00m -3.30m -4,00m
13. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 13 Cột trục D-4 có kích thước bxl = 350x450 [mm]  Tính toán độ bền của móng theo điều kiện chọc thủng.  Tải trọng tính toán tại đỉnh móng: No tt = n. No tc =1,2.1410 =1692[kN] Mo tt = n. Mo tc =1,2.183=219,6 [kNm] Qtt = n. Qtc =1,2.155=186[kN]  Tính toán trên mặt tháp chọc thủng 1: +Kiểm tra điều kiện: ct1 bt 0 tb N .R .h .b    +Ta có: max 1 . . . 2    tt tt c ct ct ct ct P P N P F l b 4502550 300 3000 8003000
14. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 14 c 0l l 2h 3,6 0,45 2.0,765 l 0,81[m] ct 2 2        . 219,6 186.0,81 0,219[m] 1692      tt tt o o m tt o M Q h e N → max 6. 1692 6.0,219 1 1 200,48[ ] . 3,2.3,6 3,6                tt tt oN e P Kpa l b l min 6. 1692 6.0,219 1 1 93,27[ ] . 3,2.3,6 3,6                tt tt oN e P Kpa l b l tt tt tt max min tb P + P 200,48+93,27 P = = =149,88[Kpa] 2 2 tt tt tt tt max min c max ct P -P 200,48-93,27 P = P - .l = 200,48- .0,81=176,36[Kpa] l 3,6            Cường độ tính toán trung bình trong phạm vi Fct: tt tt max c ct p p 200,48 176,36 p 188,42[kPa] 2 2      Lực gây ra chọc thủng: . . . 188,42.0,81.3,2 488,38[ ]   ct ct ct ct ctN P F P l b Kpa +Khả năng chống chọc thủng của bê tông móng: bd=bc+2h0=0,35+2.0,765=1,88[m]     c d tb b min[b ,b] 0,35 1,88 b 1,115[m] 2 2      bt 0 tb .R .h .b 1.750.0,765.1,115 639,73[kN]  Nct=488,38[kN] Chiều cao móng thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng 1.  Tính toán trên mặt tháp chọc thủng 2: + Kiểm tra điều kiện:    ct2 bt 0 tb N .R .h .l
15. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 15 +Lực gây ra chọc thủng: [2] . . . tt tt ct tb ct tb ctN P F P b l       c 0 ct b b 2h 3,2 0,35 2.0,765 b 0,66[m] 2 2  [2] . . . 149,88.0,66.3,6 356,11[kN]   tt tt ct tb ct tb ctN P F P b l +Khả năng chống chọc thủng của bê tông móng theo mặt tháp chọc thủng 2: ld=lc+2h0=0,45+2.0,765=1,98[m]     c d tb l min[l ,l] 0,45 1,98 l 1,215[m] 2 2      bt 0 tb .R .h .l 1.750.0,765.1,115 697,11[kN]  Nct[2]=356,11[kN] Chiều cao móng thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng 2.  Tính toán và bố trí cốt thép. +Chọn thép móng CII có Rs =280000 [Kpa]: +Chọn lớp bảo vệ là abv=35mm, không có lớp bê tông lót dướih0=hm-abv=0,8- 0,035=0,765 . 219,6 186.0,8 0,219[m] 1692 tt tt o o m tt o M Q h e N      → max 6. 1692 6.0,219 1 1 200,48[ ] . 3,2.3,6 3,6                tt tt oN e P Kpa l b l min 6. 1692 6.0,219 1 1 93,27[ ] . 3,2.3,6 3,6                tt tt oN e P Kpa l b l tt tt tt max min tb P + P 200,48+93,27 P = = =146,88[Kpa] 2 2        tt tt tt tt max min 1 max P P 200,48 93,27 P P .L 200,48 .1,575 153,58[kPa] l 3,6 -Coi cánh móng là dầm công-xôn ngàm tại tiết diện chân cột, bị uốn bởi phản lực nền. +Trị số momen uốn tại mặt ngàm I-I:
16. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 16     c l l 3,6 0,45 L 1,157[m] 2 2       tt tt 2 2max 1 1 2P p 2.200,48 153,58 M .b.L .3,2.1,157 395,9kN.m 6 6 -Diện tích cốt thép yêu cầu đặt song song theo phương cạnh dài móng: 1 s1 s 01 M A 0,9.R .h  +h01=hm-abv=0,8-0,035=0,765[m]     4 2 2 s1 395,9 A 20,49.10 [m ] 20,49[cm ] 0,9.280000.0,765 +Chiều dài của một thanh: l*=l-2a’=3600-25.2=3550[mm] +Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau: a1= 2.[25 15] 3200 2.[25 15] 3120 [ ] 1 1 1 b mm n n n          Yêu cầu cấu tạo thép: 100mm a1 200mm 3120 100 200 32 17 1 n n        Chọn 19ϕ12, có chon s1 A  2148[mm2] Tính lại: h01=hm-abv-0,5ϕ=0,8-0,035-0,5.0,012=0,759[m]    4 2 2 s1 396 A 20,70.10 [m ] 2070[mm ] 0,9.280000.0,759 2070[mm2]=As1< chon s1 A  2148Đảm bảo. +Khoảng cách giữa các trục cốt thép cạnh nhau:         bv 1 b 2.a 3200 2.35 a 173,8[mm] 200[mm] n 1 19 1 Đạt. Chọn a2=170mm -Diện tích cốt thép yêu cầu đặt song song theo phương cạnh ngắn móng: +Trị số momen tại ngàm II-II:     2 2 tt 2 tb B [3,2 0,35] M P .l. 146,88. 149,13[kN.m] 2 8 2 s2 s 02 M A 0,9.R .h  , h02 hm-abv-ϕ1=0,8-0,035-0,012=0,753[m]
17. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 17     4 2 22 s2 s 02 M 149,13 A 7,86.10 [m ] 7,86[cm ] 0,9.R .h 0,9.280000.0,753 +Chiều dài của một thanh: b*=b-2a’=3200-2.[15+10]=3150[mm] +Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau: a2= 2.[25 15] 3600 2.[25 15] 3520 [ ] 1 1 1 l mm n n n          Yêu cầu cấu tạo thép: 100mm a2 200mm 3520 100 200 36 19 1 n n        Chọn 28ϕ6, có chon s1 A  791[mm2] Tính lại: h01=hm-abv-0,5ϕ=0,8-0,035-0,5.0,006=0,762[m]    4 2 2 s1 149,13 A 7,766.10 [m ] 776,6[mm ] 0,9.280000.0,762 776,6[mm2]=As1< chon s1 A  791Đảm bảo. +Khoảng cách giữa các trục cốt thép cạnh nhau:    2 3520 a 130,3[mm] 200[mm] 28 1 Đạt. Chọn a2=130mm
18. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 18 III.2 THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP CHÔN NÔNG TRÊN NỀN ĐỆM CÁT 1. Lựa chọn cát làm nền: Dùng cát hạt trung làm đệm, đầm đến độ chặt trung bình, tra bảng TCXD 9362-2012 [bảng D-1 trang 87] ta có cường độ tính toán của cát làm đệm Ro = 400Kpa, cường độ này ứng với bl = 1m; h1 = 2m. 2. Lựa chọn độ sâu chôn móng h, và chiều cao móng hm. Thiết kế móng đơn bê tông cốt thép trên nền đệm cát, chọn độ sâu chôn móng 4,3m từ cốt 0.00 , Sàn tầng 1 cao hơn mặt đất tự nhiên là 0,45m; như vậy đáy móng ở độ sâu 4,3-0,45=3,85m so với mặt đất tự nhiên. Chọn bề rộng móng sơ bộ b=2m, chọn chiều cao móng hm= 0,8 [m]. Đế móng đặt ở lớp đất thứ 2 là lớp đất sét, và ở trên mực nước ngầm. 3. Xác định kích thước sơ bộ đáy móng.  Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng: Ntc 0=1410[KN] Mtc 0=183[KNm] Qtc 0=155[KN] 0.00m -3.00m -4,30m -0.45m
19. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 19  Tính toán cường độ của nền đệm cát: tính theo công thức tính đổi quy phạm khi h=4,3>2m : '1 0 1 2 ] 1 [1 . ] k . .[II l b b R R k h h b       k1, k2 là hệ số kể đến ảnh hưởng bề rộng móng và độ sâu chôn móng: lấy k1=0,125; k2=0,25            ' 3i i II i h 17,5.0,45 17.2 18,4.[4,3 2 0,45] 17,65[kN / m ] h 4,3 → 2 1 400[1 0,125. ] 0,25.17,74.[4,3 2] 460,15[ ] 1 R Kpa        Diện tích sơ bộ đáy móng: 20 1410 3,77[ ] . 460,15 20.4,3 tc sb tb N F m R h      Do có tải lệch tâm lớn nên tăng diện tích lên 20%: * sb F =3,77+3,77.20/100=4,524[m2] Chọn * 4,524 1,2 1,94[ ] 1,2 1,2 sbFl b m b      Lấy b=2,0m → l=2,4m b.l=2,0.2,4 [m] 4. Tính toán theo trạng thái giới hạn II  Áp lực tiêu chuẩn ở đế móng, kiểm tra điều kiện kinh tế:           tc tc tc o dc max,min tb td N N 6e P 1 h lb l * 2,7. . . 2,7.0,975.2.17,5 92,14[ ]tc dc dlN L b kN   * 2,4 0,45 0,975[ ] 2 2 cl l L m      +Độ lệch tâm: c dc l L* 0,45 0,975 e 0,713[m] 2 2      . . 183 155.0,8 92,14.0,713 0,248[ ] 1410 92,14 tc tc tc oy ox m dc dc tc tc o dc M Q h N e e m N N         
20. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 20            ' 3i i II i h 17,5.0,45 17.2 18,4.[4,3 2 0,45] 17,74[kN / m ] h 4,3        s td 1 s ' II 25 h h h . 1 0,3. 1,42[m] 17,74 [Chọn khối lượng riêng của sàn bê tông tầng hầm là 25kN/m3 ] → max 1410 92,14 6.0,248 1 20.1,42 535,52[ ] 2.2,4 2,4 tc P Kpa           min 1410 92,14 6.0,248 1 20.1,42 147,35[ ] 2.2,4 2,4 tc P Kpa           max min 535,37 147,32 341,44[ ] 2 2 tc tc tc tb P P P Kpa      +Kiểm tra điều kiện áp lực tại đế móng: max 535,52[ ] 1,2 1,2.460,25 552,18[ ]tc P Kpa R KPa    341,44 460,20[ ]tc tbP R KPa   min 147,35[ ] 0tc P KPa  +Kiểm tra điều kiện kinh tế: max1,2 552,18 535,52 .100% 3,02% 5% 1,2 552,18 tc R P R       Thoả mãn điều kiện kinh tế. Vậy kích thước đế móng là bxl = 2x2,4m .  Xác định kích thước đệm cát hđ ,bđ,lđ. +Cường độ của nền đệm cát khi bxl = 2x2,4 [m]: 2 1 400[1 0,125. ] 0,25.17,74.[4,3 2] 460,15[ ] 1 R Kpa       -Xác định sơ bộ hđ: Chọn chiều cao đệm cát hđ=0,7m. -Kiểm tra điều kiện áp lực dưới đáy đệm cát: Ứng suất nền tại đáy móng ở trạng thái tự nhiên:
21. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 21 4.3 2.17 [4,3 2].18,4 76,32[ ]bt z h m Kpa       Ứng suất nền tại mặt đất yếu ở trạng thái tự nhiên: 4,3 0,7 5,0[ ] 76,32 18,4.0,25 0,45.8,302 84,66[ ]bt z m Kpa        Ứng suất tăng thêm trong nền tại mặt đất yếu do tải trọng gây ra: 4,30,7 . .[ ] .[341,44 76,32] 265,12. [ ]gl gl tc bt o o tb z m o oz m K P K P K K Kpa         0,934 trabang o oK K  do 2,4 2 2.0,7 1,2; 0,7 2,0 2 l z b b          → 1,2 265,12. 265,12.0,934 247,49[ ]gl oz m K Kpa     Cường độ tính toán của nền đất ở đáy đệm cát: '1 2 [ . . . . . ]  dy y II y II t I c I m m R Ab B D k ch  m1 =1,1 do móng đặt lên lớp đất sét [IL =0,632 > 0,5] m2 =1 do nhà khung là kết cầu mềm ktc =1 do các chỉ tiêu cơ lý xác định bằng thí nghiệm trực tiếp đối với đất. cII = 27 [Kpa] 0 2 17   tra bảng có A = 0,395; B = 2,575; D = 5,155 3 2 8,302[ / ] II dn KN m  do mặt đất yếu nằm ở dưới mực nước ngầm. hy = h + hđ = 4,3 + 0,5 =5,0 [m] Diện tích đáy móng quy ước : 0,5.[ ] 0,5[4,3 1,42] 2,86[ ]tb td h h h m     2 0,7 . . 1410 20.2,86.2.2,4 6,8[ ] 247,49 tc o tb tb y gl z m N h F A m         Ta có 2,4 2 0,2 2 2 l b a      Bề rộng móng quy ước : 2 2 6,8 0,2 0,2 2,417[ ]y yb A a a m       ;
22. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 22 → 1,1.1 [0,395.2,417.8,302 2,575.5.13,946 5,155.27] 351,49[ ] 1 dyR Kpa    Kiểm tra: 5 0,7351,49[ ] 84,66 247,49 332,15[ ]glbt dy z zR Kpa Kpa        →Đảm bảo áp lực dưới đáy đệm cát.  Kiểm tra biến dạng nền: Tra bảng theo quy phạm với cát hạt trung ta có Ec = 30000[Kpa]. Chia nền đất thành các lớp phân tố đồng nhất về tính nén [E = const] có chiều dày mỗi lớp hi ≤ b/4 =2/4=0,5m. Chọn hi=0.5m Gọi z là độ sâu kể từ đáy móng thì ứng suất gây lún ở độ sâu z là: 265,12.gl z oK  Ứng suất nền tại đáy móng ở trạng thái tự nhiên: 4,3 2.17 [4,3 2].18,4 76,32[ ]bt z h m Kpa       Ứng suất bản thân tại các điểm z: . bt z i ih  -5,00m 0.00m -3.00m -4,30m -0.45m
23. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 23 BẢNG TÍNH LÚN Lớp đất Điểm z[m] 2z/b l/b K0 σgl[kPa] σbt[kPa] 0,2σbt E[kPa] Đệm cát 0 0,0 0,00 1,2 1 273,40 68,04 13,608 300001 0,5 0,43 1,2 0,84 229,66 74,72 14,943 1* 0,7 0,61 1,2 0,761 208,06 76,38 15,275 Đất sét 2 1,5 1,30 1,2 0,535 146,27 78,04 15,607 10000 3 2,0 1,74 1,2 0,42 114,83 80,53 16,105 4 2,5 2,17 1,2 0,33 90,22 84,68 16,936 5 3,0 2,61 1,2 0,265 72,45 88,83 17,766 Sét pha 6 3,5 3,04 1,2 0,214 58,51 92,98 18,596 10000 7 4,0 3,48 1,2 0,177 48,39 97,13 19,426 8 4,5 3,91 1,2 0,147 40,19 101,28 20,256 9 5,00 4,35 1,2 0,125 34,18 105,43 21,086 10 5,5 4,78 1,2 0,106 28,98 109,58 21,916 11 6 5,22 1,2 0,08 21,87 113,73 22,75 12 6,5 5,65 1,2 0,066 18,04 117,88 23,58 Ta thấy tại độ sâu 6,5m so với đáy móng thì gl = 17,50[kPa ]< 0,2 bt = 0,2 . 117,88= 23,58[kPa] Vậy giới hạn nền H = 6,5[m] so với đáy móng. Độ lún của lớp đệm cát : 1 0,8 273,40 208,06 . . 229,66 0,5 0,0062[ ] 0,62[ ] 30000 2 2 glS A m cm E             Độ lún của lớp đất sét: 2 0,8 146,27 72,45 . . ... .0,5 0,0126[ ] 1,26[c ] 10000 2 2 glS A m m E            
24. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 24 Độ lún của lớp sét pha: 3 0,8 58,51 18,04 . . ... .0,5 0,0084[ ] 0,84[ ] 10000 2 2 glS A m cm E             Vậy độ lún của móng là: S=S1+S2+S3=0,62+1,26+0,84=2,72 [cm]< Sgh = 8[cm] →Đảm bảo điều kiện về độ lún. Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún - Bề rộng phía dưới lớp đệm cát: bd đ = b + 2.hđ.tgα = b + 2.hđ.tg30o = 2 + 2.0,7.tg30o =2,8 m - Chiều dài phía dưới lớp đệm cát: ld đ = l + 2.hđ.tgα =2,4+2.hđ.tg30o= 2,4 + 2.0,7.tg30o =3,2m Chọn ld đ = 3,2m 0.00m -3.00m -4,30m -0.45m
25. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 25 *Do lớp đệm cát đặt trên lớp cát pha nên khi thi công độ mái dốc đảm bảo chọn 60 o  . - Bề rộng phía trên lớp đệm cát: bt đ = bd đ + 2.0,7.tag300= 2,8+2.0,7.tg300 = 3,6m Chọn bt đ = 3,6[m] - Chiều dài phía trên lớp đệm cát: lt đ = ld đ + 2.0,7tg300 =3,2 + 2.0,7.tag300 = 4,4m Chọn lt đ = 4,0m 5. T ính toán độ bền và cấu tạo móng.  Chọn bê tông và côt thép Chọn bê tông móng B15 có Rb = 8500 [Kpa], Rbt = 750 [Kpa]; thép móng dùng thép CII có Rs =280000 [Kpa] Chọn lớp bê tông bảo vệ abv = 35 [mm] → chiều cao làm việc của bê tông móng ho = hm - abv ho = 800 – 35 = 765 [mm  Kiểm tra độ bền móng theo điều kiện chọc thủng  Tải trọng tính toán tại đỉnh móng: No tt = n. No tc =1,2.1410 =1692[kN] Mo tt = n. Mo tc =1,2.183=219,6 [kNm] Qtt = n. Qtc =1,2.155=186[kN]  Tính toán trên mặt tháp chọc thủng 1: +Kiểm tra điều kiện: ct1 bt 0 tb N .R .h .b    +Ta có: max 1 . . . 2    tt tt c ct ct ct ct P P N P F l b c 0l l 2h 2,4 0,45 2.0,765 l 0,21[m] ct 2 2        . 219,6 186.0,8 0,218[m] 1692 tt tt o o m tt o M Q h e N     
26. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 26 → max 6. 1692 6.0,218 1 1 544,375[ ] . 2.2,4 2,4 tt tt oN e P Kpa l b l               
27. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 27 min 6. 1692 6.0,218 1 1 160,625[ ] . 2,4.2 2,4 tt tt oN e P Kpa l b l                tt tt tt max min tb P + P 544,375 160,625 P = = = 352,5[Kpa] 2 2  tt tt tt tt max min c max ct P -P 344,375-160,625 P = P - .l = 544,375- .0,21= 510,767[Kpa] l 2,4            Cường độ tính toán trung bình trong phạm vi Fct: tt tt max c ct p p 544,375 510,797 p 527,586[kPa] 2 2      Lực gây ra chọc thủng: . . . 527,586.0,21.2 221,586[ ]ct ct ct ct ctN P F P l b Kpa    +Khả năng chống chọc thủng của bê tông móng: bd=bc+2h0=0,35+2.0,765=1,88[m]     c d tb b min[b ,b] 0,35 1,88 b 1,115[m] 2 2      bt 0 tb .R .h .b 1.750.0,765.1,115 639,731[kN]  Nct=221,586[kN] Chiều cao móng thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng 1.  Tính toán trên mặt tháp chọc thủng 2: + Kiểm tra điều kiện:    ct2 bt 0 tb N .R .h .l +Lực gây ra chọc thủng: [2] . . . tt tt ct tb ct tb ctN P F P b l       c 0 ct b b 2h 2 0,35 2.0,765 b 0,06[m] 2 2  [2] . . . 160,252.0,06.2,4 50,76[kN]tt tt ct tb ct tb ctN P F P b l    +Khả năng chống chọc thủng của bê tông móng theo mặt tháp chọc thủng 2:
28. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 28 ld=lc+2h0=0,45+2.0,765=1,98[m]     c d tb l min[l ,l] 0,45 1,98 l 1,215[m] 2 2      bt 0 tb .R .h .l 1.750.0,765.1,215 697,11[kN]  Nct=50,76[kN] Chiều cao móng thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng 2  Tính toán và bố trí cốt thép móng: Chọn thép AII, có Rs=280Mpa=28.104[kPa] -Coi cánh móng là dầm công-xôn ngàm tại tiết diện chân cột, bị uốn bởi phản lực nền. +Trị số momen uốn tại mặt ngàm I-I:     c l l 2 0,45 L 0,975[m] 2 2        tt tt tt tt max min 1 max P P 544,375 160,625 P P .L 544,375 .0,975 388,477kPa l 2,4       tt tt 2 2max 1 1 2P p 2.544,375 388,477 M .b.L .2.0,975 468,096kN.m 6 6 -Diện tích cốt thép yêu cầu đặt song song theo phương cạnh dài móng: 1 s1 s 01 M A 0,9.R .h  +h01=hm-abv=0,8-0,035=0,765[m]    2 2 s1 468,096 A 0,00248[m ] 24,8[cm ] 0,9.280000.0,765 +Chiều dài của một thanh: l*=l-2a’=2400-2.[15+10]=2350[mm] +Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau: a1= 2.[25 15] 2000 2.[25 15] 1920 [ ] 1 1 1 b mm n n n          Yêu cầu cấu tạo thép: 100mm a1 200mm
29. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 29 1920 100 200 1 20 11 n n        Chọn 16ϕ14, có chon s1 A  2461[mm2] Tính lại: h01=hm-abv-0,5ϕ=0,8-0,035-0,5.0,016=0,757[m]    6 2 2 s1 468,096 A 2453.10 [m ] 2453[mm ] 0,9.280000.0,757 2453[mm2]=As1< chon s1 A  2461Đảm bảo. +Khoảng cách giữa các trục cốt thép cạnh nhau:         bv 1 b 2.a 2000 2.35 a 128[mm] 200[mm] n 1 16 1 Đạt. Chọn a2=130mm -Diện tích cốt thép yêu cầu đặt song song theo phương cạnh ngắn móng: +Trị số momen tại ngàm II-II:     2 2 tt 2 tb B [2 0,35] M P .l. 352,5.2,4. 287,9[kN.m] 2 8 2 s2 s 02 M A 0,9.R .h  h02 hm-abv-ϕ1=0,8-0,035-0,014=0,758[m]     6 2 22 s2 s 02 M 287,904 A 1507.10 [m ] 1507[mm ] 0,9.R .h 0,9.280000.0,758 +Chiều dài của một thanh: b*=b-2a’=2000-2.[15+10]=1950[mm] +Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau: a2= 2.[25 15] 2400 2.[25 15] 2320 [ ] 1 1 1 l mm n n n          Yêu cầu cấu tạo thép: 100mm a2 200mm 2320 100 200 1 24 13 n n        Chọn 14ϕ12, có chon s1 A  1582[mm2] Tính lại: h01=hm-abv-0,5ϕ=0,8-0,035-0,5.0,012=0,751[m]
30. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 30    6 2 2 s1 287,9 A 1521.10 [m ] 1521[mm ] 0,9.280000.0,751 1521[mm2]=As1< chon s1 A  1582Đảm bảo. +Khoảng cách giữa các trục cốt thép cạnh nhau:        bv 2 l 2.a 2320 a 178[mm] 200[mm] n 1 14 1 Đạt.Chọn a2=180mm Bố trí thép móng
31. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 31 III.3 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC. 1. Chọn loại cọc, kích thước cọc, phương án thi công.  Chọn tiết diện, chiều dài,vật liệu, thép… +Xác định móng trục thiết kế: Móng thiết kế là móng D-4 +Xác định tải trọng tại đỉnh móng: -Tải trọng tiêu chuẩn tại đỉnh móng No tc = 1410 [kN] Mo tc = 183 [kNm] Qtc = 155[kN] -Tải trọng tính toán tại đỉnh móng: No tt = n. No tc =1,2.1410 =1692[kN] Mo tt = n. Mo tc =1,2.183=219,6 [kNm] Qtt = n. Qtc =1,2.155=186[kN] -Chọn bê tông B20 có Rb=11,5Mpa -Chọn thép dọc cọc là 414-CII có Rs=280000Mpa, thép đai 6. -Chọn cọc Bê tông cốt thép chế tạo sẵn có tiết diện 25x25[cm]. Cọc dài 18m được nối từ 2 đoạn cọc dài 10m, phần cọc ngàm vào đài là 0,15m, phần râu thép đập đầu cọc 0,4m, cọc được nối với nhau bằng phương pháp hàn. Cọc được hạ bằng phương pháp đóng. +Chiều dài cọc làm việc là: lclv=l-lngàm=20-[0,4+0,15]=19,45[m] -Chọn chiều cao đài sơ bộ là 0,7m, đáy đài ở cốt 4,2m, +Cốt mũi cọc: -[19,45+4,2]= 23,65[m] [so với cốt sàn tầng 1] Như vậy cọc được cắm sâu vào lớp đất thứ 5[lớp cát trung] là 8,7m,và ở độ sâu 23,2m so với mặt đất tự nhiên.
32. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 32 Sơ đồ hàn nối cọc  Kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển,cẩu, lắp. *Các móc cẩu cách đầu cọc và mũi cọc 1 đoạn : 0,207L = 0,207.10 =2,07[m] =2070 mm với giá trị mômen Mmax,1 = 0,043qL2 ,và khi cẩu nghiêng là: Mmax,2=0,086qL2. Tải trọng q lấy bằng trọng lượng bản thân nhân với hệ số động lực 1,1: q = 1,1.0,25.0,25.25 = 1,718 [kN/m] → Mmax,1 = 0,043qL2 = 0,043.1,718.102 = 7,4 [kNm] Mmax,2 = 0,086qL2 = 0,086.1,718.102 = 14,78[kNm] *Tính toán diện tích cốt thép: Chọn abv = 30 [mm] → ho = 250 - 30 = 220 [mm]       6 m R2 2 b o M 14,78.10 0,106 0,429 R .b.h 11,5.250.220 1 1 2 1 1 2.0,106 0,11m             2b 0 s s .R .b.h 0,11.11,5.250.220 A 248,48mm R 280 Vậy thép dọc 414 có AS = 616>248,48 [mm2] Đảm bảo. -Bố trí thép dọc đối xứng xung quanh chu vi.
33. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 33 Sơ đồ chọn thép dọc cọc * Xác định thép dùng để làm móc cẩu. -Cốt thép dùng làm móc cẩu phải chịu được bản thân cọc khi móc cẩu: P = 10.0,25.0,25.25 = 15,6[kN] -Để an toàn cốt thép phải chịu được lực kéo : P* = 1,2.15,6 = 18,72[kN] Chọn thép CII có Rs = 280000 [kPa] Diện tích cốt thép để dùng làm móc cẩu : 4 2 2* 18,72 0,66.10 [ ] 0,66[ ] 280000 a s P F m cm R      =66[mm2] Chọn thép 10 có AS =79 [mm2] làm móc cẩu. 250 250 30 30
34. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 34 Sơ đồ cẩu lắp 2070 2070 10000 250
35. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 35 2. Xác định sức chịu tải của cọc  Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc: Pv = [RbAb + RscAs] 1 - hệ số uốn dọc[cọc không xuyên qua lớp đất bùn]. Rb=11500 kPa:Cường độ chịu nén của bê tông Rsc=280000kPa: Cường độ chịu nén của cốt thép CII. As=616 mm2=616.10-6m2: Diện tích tiết diện ngang của cốt thép. Ab =0,25.0,25=0,0625m2-:diệntíchtiết diện ngang của cọc Pv = 1.[11500 . 0,25.0,25 + 280000.616.10-6] = 891,23[kN]  Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền. [theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 mục7.2.2.1] -Chân cọc ngàm vào lớp cát hạt vừa [Lớp cát trung] nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát. -Sức chịu tải cho phép của cọc theo đất nền: , [ . . . ]c u c cq b b cf i iR q A U f l     + 1c là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất. + cq và cf là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi và trên thân cọc có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất, tra bảng 4 [TCVN 10304:2014] tacó 1,1cq  và 1,0cf  . + bA =0,25.,0,25=0,0625 m2: là diện tích tiết diện cọc. + U=0,25.4=1m : là chu vi tiết diện ngang của cọc + qb :là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, tra bảng 2 [TCVN 10304-2014] với độ sâu là 23,65- 0,45=23,2m so với mặt đất tự nhiên, kết hợp nội suy=>qb=5056[kPa] Chiều sâu mũi cọc[m] qb –Cát hạt vừa [Kpa] 20 4800 25 5200
36. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 36 + fi là cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” được lấy theo bảng 3 [TCVN -10304-2014] Chia nền đất thành các lớp đất đồng nhất, chiều dày mỗi lớp được chia ≤ 2m. Lớp đất IL hoặc độ chặt Chiều dày Độ sâu zi[m] fi cf . .cf i if l phân lớp[li] [kN] Đất sét IL = 0.632 2 4.75 11.99 1 23.98 0.75 6.125 12.58 1 9.435 Sét pha IL = 0.571 2 7.5 23.72 1 47.44 2 9.5 24.503 1 49.006 1 11 24.88 1 24.88 Cát pha IL = 0.833 2 12.5 7.33 1 14.66 1 14 7.33 1 7.33 Cát trung Chặt vừa 2 15.5 72.7 1 145.4 2 17.5 75.5 1 151 2 19.5 78.3 1 156.6 2 21.5 81.1 1 162.2 0.7 22.85 82.99 1 58.093 Tổng : . . cf i if l [kN/m] 850.024 → , 1.[1,1.5056.0,25.0,25 4.0,25.850] 1197,6[ ]c uR kN   Sức chịu tải cho phép của cọc: Rc,u cp=Rc,u/1,4=1197,6/1,4=855 kN
37. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 37 0.00m -3.00m -4,20m -0.45m -23,65m
38. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 38  Xác định sức chịu tải của cọc theo sức kháng mũi xuyên tĩnh qc [Theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014]. Tải trọng cho phép của cọc : , . .XT c u b b i iR q A u f l   Trong đó: qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc được xác định: qb = k.qc qc là cường độ sức kháng mũi xuyên trung bình của đất khoảng 3d phía trên và 3d phía dưới mũi cọc, d là cạnh tiết diện ngang cọc,qc=10300 [kPa] k là hệ số chuyển đổi sức kháng mũi xuyên thành sức kháng mũi cọc, tra bảng G2 với E của lớp cát trung là 10300[kPa] cho cọc đóng, có k = 0,4 → qb = k.qc = 0,4.10300 = 5150 [kPa] bA là diện tích ngang mũi cọc u là chu vi tiết diện ngang cọc li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i” fi là cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất thứ “i” được xác định : ,c i i i q f   i là hệ số chuyển đổi sức kháng mũi xuyên sang sức kháng thân cọc tra bảng G2 ,c iq là cường độ sức kháng mũi xuyên trung bình trong lớp đất thứ ‘i” Lớp đất Chiềudày qc.i[Kpa]  fi fi.li li[m] Sét 2.75 1400 30 46.67 128.33 Sét pha 5 1800 30 60 300 Cát pha 3 2200 40 55 165 Cát trung 8.7 10300 150 68.67 597.40 Tổng cộng: .i i f l 1190.73
39. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 39 , 5150.0,25.0,25 4.0,25.1190,7 1512,6XT c uR     Sức chịu tải cho phép của cọc theo thí nghiệm xuyên tĩnh: → , , .. 5150.0,25.0,25 4.0,25.1190,73 557,85[ ] 2 3 3 2 3 i iXT cp b b c u u f lq A R kN        Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tĩnh tiêu chuẩn SPT [Theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014] *Theo viện kiến trúc Nhật Bản: -Sức chịu tải cực hạn của cọc : , c, c, s, s,. [ . . ]NB c u b b i i i iR q A u f l f l   + bq là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, 300b pq N [do cọc đóng và mũi cọc nằm trên đất rời] +Np là chỉ sô SPT trung bình khoảng dưới 1d và 4d trên mũi cọc. Np =N30= 45 → 300 300.45 13500[ ]b pq N kPa   +Cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ "i" : , , 10. 3  s i s i N f +Cường độ sức kháng trên cọc nằm trong lớp đất dính thứ "i" : , ,. .c i p L u if f c Trong đó: Ns,i là chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời thứ "i" cu,i là sức kháng cắt không thoát nước của đất dính thứ "i" p và fL là các hệ số, dựa trên hình G2 [TCVN 10304-2012] có : -Ứng suất bản thân của đất tại các điểm: Điểm A: σv[A]=17.2+18,4.1,75=66,2[kPa] Điểm B: σv[B]=66,2+18,4.0,9=82,76[kPa] Điểm C: σv[C]=82,76+8,302.2,4=102,68[kPa] Điểm D: σv[D]=102,68+8,3.5=144,18[kPa] Điểm E: σv[E]= 144,18+3.8,747=170,42[kPa]
40. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 40 0.00m -3.00m -4,20m -0.45m -23,65m A B C D E F
41. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 41 Điểm F: σv[F]=170,42+10,129.8,7=258,54[kPa] Lớp đất sét : 43,75 0,52 [ ] / 2 84,44 uiC A C    =>αp= 0,81 Lớp sét pha : 50 0,41 [C ] / 2 123,43 uiC D    =>αp=0,94 Lớp cát pha: 31,25 0,20 [D ] / 2 157,3 uiC E    =>αp=1,0 Lớp đất ls,i Nsi fs,i fs,i.ls,i cu,i lc,i σv cu/σv ap L/d fL fc,i fs,i.ls,i Đất sét 7 43.75 2.75 84.44 0.52 0.81 76.8 0.89 31.37 86.26 Sét pha 8 50 5 123.43 0.41 0.94 76.8 0.89 41.60 208.01 Cát pha 5 31.25 3 214.48 0.15 1 76.8 0.89 27.66 82.98 Cát trung 8.7 45 150 1305 Tổng cộng 1305 377.25  , 13500.0,25.0,25 4.0,25.[1305 377,25] 2526NB c uR     [kN] Sức chịu tải giới hạn theo viện kiến trúc Nhật Bản là: , , , ,, , . [ . . ] 2526 1010,4 2,5 2,5 b b s i s i c i c iNB cp c u q A u f l f l R       [kN]  Kết luận: Chọn min [Pv; , cp c uR ; , , NB cp c uR ; , , XT cp c uR ] = [891,23; 855;1010;557,85] kN Vậy chọn sức chịu tải tính toán của cọc: , , 557,85[ ]XT cp c c uP R kN  vào tính toán. 3. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho móng:  Xác định số lượng cọc, bố trí cọc: - Lực chọn để tính toán Pc = 557,85[kN] -Áp lực tính toán do cọc tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra: 2 2 557,85 991,73[ ] [3 ] [3.0,25] tt cP p kPa d   
42. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 42 -Diện tích sơ bộ đế đài:          ' 3i i II i h 17.2 18,4.[3,75 2] 17,65[kN / m ] h 3,75        s td 1 s ' II 25 h h h . 0,9 0,3. 1,325[m] 17,65     td tb h h 4,2 1,325 h 2,76[m] 2 2 20 1692 1,817[ ] 991,73 1,1.20.2,76 tt sb tt tb tb N F m p n h     [Với 3 20 / ; 1,1 tb kN m n ] -Tổng lực dọc sơ bộ tại đáy đài: . . . 1692 1,1.20.2,76.1,817 1802,35[tt tt sb o tb tb sbN N n h F KN     Số lượng cọc sơ bộ: 1802,35 . .1,3 4,2 557,85 tt sb csb c N n m P    [chọn m = 1,3 do móng chịu tải lệch tâm 219,06 0,13 1692 tt tt M e N    ] → chọn số cọc n = 5 cọc. -Bố trí cọc trong đài:
43. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 43 +Khoảng cách từ tim cọc biên đến mép: c  0,7d=0,7.25=17,5cm; chọn c=25=250mm. +Khoảng cách giữa tim các cọc là:  3d=3.250=750 [mm] n2  [3d]2-m2 chọn: l  250.2+650.2=1800[mm] b250.2+400.2=1300[mm] → Chọn kích thước móng bxl = 1,3x1,8[m] có F=2,34 [m2]  Tổng lực dọc tính toán tại đáy đài với kích thước đài bxl = 1,3x1,8[m] . . . .tt tt o tb tb dcN N n h F N   =1692+1,1.20.2,76.1,3.1,8+44,53=1878,61[kN] . ' .[ ]. Idc I tdhN b L h  =1,3.0,675.17,65.[4,2-1,325]=44,53 + L= 1,8 0,45 0,675 2 2 cl l    i i' 3 II i h 17.2 18,2.2 17,6[kN / m ] h 4         + edc = 1,8 0,45 1,125 2 2 cl l    . -Tổng mômen tính toán: Mtt = M0 tt + Q0 tt.hđ +Ndc.edc= 219,06+ 186.0,7 +51,12.1,125= 399,35[KNm] -Lực truyền xuống các cọc dãy biên:
44. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 44 max max 2 2 min . 1878,61 399,35.0,65 5 4.0,65 tttt tt c i M xN P n x      → Ptt max= 529,32 [kN] → Ptt min=222,13 [kN] >0 → các cọc trong đài không chịu lực nhổ nên không kiểm tra điều kiện nhổ. -Trọng lượng tính toán của cọc kể từ đáy đài:  2 . . . 1,1.0,25 . 0,35.25 19,1. 15 20,[ ] 3tt c ci iP n A kNh    → Ptt max + Ptt c = 529,32+20,3=549,62 [kN] < Pc = 557,85 [ kN] Kiểm tra điều kiện kinh tế: max[ ] 557,85 549,62 .n .5 0,07 0,1 557,85 tt tt c c c c P P P P        Thỏa mãn điều kiện kinh tế → số lượng cọc đã chọn là hợp lý. 4. Kiểm tra nền móng cọc theo trạng thái giới hạn I  Kiểm tra điều kiện áp lực dưới đáy khối móng quy ước. *Xác định kích thước khối móng quy ước: -Góc ma sát trong trung bình của đất trong phạm vi chiều dài làm việc của cọc lclv=19,45m: 017.2,75 16.5 15.3 35.8,7 476,25 24,42 2,75 5 3 8,7 19,45 i i tb i h h               → 24,42 6,1 4 4 otb     - Chiều dài của đáy móng khối quy ước: LM = L* + 2Lclv. tg = [2*0,65+2*0,125] + 2.19,45.tg6,10 = 5,7[m] [0,125 là 1 nửa đường kính của cọc =0,25/2=0,125] - Bề rộng của đáy khối quy ước:
45. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 45 BM = B* + 2Lclv. tg = [2*0,4+2*0,125]+ 2.19,45. tg6,10 = 5,2[m] - Chiều cao khối móng quy ước: HM = 3,75+19,45 = 23,2 [ m] *Xác định trọng lượng của khối quy ước: + Trọng lượng của đài và đất trong phạm vi từ đáy đài lên: 1 tc N = LM . BM . htb. tb = 5,7.5,2.2,56.20=1517,6[ kN] + Cọc ép là cọc chiếm chỗ chỉ làm giảm thể tích khối đất mà không làm tổng trọng lượng khối đất trong phạm vi khối móng quy ước thay đổi → Trọng lượng của đất trong phạm vi từ đáy đài lên đến chân cọc là: 2 . . tc M M i iN L B h 5,2.5,7[18,4.0,35 8,302.2,4 8,3.5 8,74.3 10,13.8,7] 5400,9[ ]kN      + Trọng lượng của cọc trong phạm vi khối quy ước:  2 3 . . . 1,1.0,25 . 0,35.25 19,1.15 20,30[ ]tc ci i kNN n A h   → Tổng lực nén tiêu chuẩn tại đáy móng quy ước là: 0 1 2 3 1410 1517,6 5400,9 20,3 8348,8[ ]tc tc tc tc tc N N N N N kN         +Trọng lượng khối đất lấp trong phạm vi 3,05m từ mặt đất tự nhiên đến đỉnh đài. *. . . 5,475.5,2.17,5.3,05 1519,6[ ]dc M dl dlN L B h kN   5,7 0,45 [ * 5,475 ] 2 2 M cL l L m      +Tổng Mô men tiêu chuẩn tại đáy đài : 0 .h N .etc tc tc x Q dc dcM M Q   183 155.[23,65 3] 1519,6.1,518 5689,6[ ]kNm     5,7 0,45 [ 1,538[ ] 4 4 M c dc L l e m     
46. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 46 0.00m -3.00m -4.20m -0.45m -23.65m
47. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 47 Độ lệch tâm của tải trọng tiêu chuẩn tại đáy móng: 5689,6 0,68[ ] 8348,8 tc M tc M e m N    Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng quy ước : max,min 6 8348,8 6.0,68 1 . 1 . 5,2.5,7 5,7 tc tc M M M N e P L B L               → max 483,29[ ]tc P kPa min 80,05[ ]tc P kPa max min 2   tc tc tc tb P P P =281,67 *Cường độ tính toán của nền là: '1 2 [ . . . . . ]  M M II M II II tc m m R A B B H D c K   Tra bảng 2-1[Tính toán thực hành nền móng công trình] m1=1,2 do đất cát hạt vừa; m2=1 do nhà khung bê tông cốt thép là khung mềm. Ktc=1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. Cát hạt vừa có II = 350 → A = 1,68; B = 7,73; D = 9,595 3 5 10,13[ / ]II dn kN m   cII =0 [do cát hạt vừa] ' 23,2. bt bt M II z HM z mH      17.2 18,4.2,1 8,302.2,4 8,3.5 8,74.3 10,13.8,7 248,42[ ]kPa        → '1 2 [ . . . . . ]  M M II M II II tc m m R A B B H D c K  
48. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 48 1,2.1 [1,68.5,2.10,13 7,73.248,42 9,595.0] 2410,53[ ] 1 kPa    Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng: 281,67[ ] 2410[ ]tc tb MP kPa R kPa   max 483,29[ ] 1,2 2892[ ]tc P kPa R kPa   Thỏa mãn.  Kiểm tra biến dạng của nền: -Ứng suất bản thân tại đáy khối quy ước: 23,2 17.2 18,4.2,1 8,302.2,4 8,3.5 8,74.3 10,13.8,7 248,42[ ] bt z kPa          -Áp lực gây lún tại đáy khối quy ước: 23,2 281,67 248,42 33,25[ ]gl tc bt tb zP P kPa      < 23,20,2. 0,2.248,42 49,68bt z    Nền đất không bị lún. 5. Tính toán độ bền và cấu tạo cho đài.  Chọn vật liệu đài móng: -Dùng bê tông có cấp độ bền B20. -Cốt thép nhóm CII Rb=11500 kPa ; Rbt=900 kPa ;Rs=280000 kPa. -Chiều cao làm việc hữu ích của bê tông đài móng. h0=hđ-lngàm =0,7-0,15=0,55[m]  Kiểm tra điều kiện đâm thủng: -Khi vẽ tháp đâm thủng từ mép cột nghiêng một góc 450 so với phương thẳng đứng của cột ta thấy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài cọc không bị đâm thủng.
49. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 49  Tính toán thép đặt cho đài cọc: -Chiều cao làm việc hữu ích của bê tông móng: h0= 0,7 - 0,15 = 0,55 [m] -Tính lực truyền lên cọc thứ i: +Tổng tải trọng tại đáy đài: . . .tt tt o tb tb dcN N n h F N   =1692+1,1.20.2,76.[1,3.1,8]+44,53=1878,61[kN]
50. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 50 0 .tt tt tt y y ox dM M Q h  =219,6+186.0,7=349,8[kNm] 2 2 1 1878,61 349,8 . . 5 4.0,65 tttt y i i in c i i MN P x x n x       +Lực truyền lên các cọc trong đài: P1,4=375,72-206,98.0,65=241,183[kN] P2,3=375,72+206,98.0,65=510,26[kN] P5=375,72[kN]     510,26 241,18 tt max tt min P kN P kN      Sơ đồ tính thép *Mặt ngàm I-I: - Mô men tương ứng với mặt ngàm I-I :
51. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 51 MI-I = r2 [P2+P3] =0,425.[2.510,26]= 433,7[kNm] [ Với 2 0, 45 0, 9 0, 25 0, 425[ ] 2 r m    ] -Diện tích cốt thép tương ứng với mặt ngàm I-I: [đặt song song cạnh ngắn] 4 2 2 0 433,7 31,29.10 [ ] 31,29[ ] 0,9. . 0,9.280000.0,55 I I SI I S M A m cm R h       -Chiều dài thanh thép : l*= l - 2.abv = 1800 - 2.35 = 1730[mm] -Khoảng cách giữa hai trục cốt thép cách nhau: 1 2.[30 15] 1300 2.[35 15] 1200 1 1 1 b a n n n           -Yêu cầu cấu tạo : 1200 100 200 13 7 1 mm mm n n       -Chọn 1318 có AS = 33,06[ cm2], khoảng cách 2 1200 1200 100[ ] 1 13 1 a mm n      . Chọn a2 = 100[mm] -Tính lại h02: ho2 = hđ - 0,15 - 0,5.  = 0,7 - 0,15 - 0,5.0,018 = 0,541 [m] -Mômen đài chịu được với cốt thép chọn là: MI-I = 0,9.Rs.ho.As chọn = 0,9.280000.0,541.34,54.10-4 = 450,71[kNm] >433,7[kNm] →Thép chọn đảm bảo. *Mặt ngằm II-II: MII-II=r2 [P1+P2] = 0,225.[241,183+510,26]=169,07[kNm] [ Với 2 0,35 0,65 0,25 0,225[ ] 2 r m   
52. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 52 -Diện tích cốt thép tương ứng với mặt ngàm II-II: 4 2 2 0 169,07 12,20 [ ] 12.2[ ] 0,9. . 0,9.280000.0,55 II I SII S M A m cm R h    
53. HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 53 -Chiều dài thanh thép : b*= b - 2.abv = 1300- 2.35 = 1230 [mm] -Khoảng cách giữa các cốt thép cạnh nhau: 2 2.[35 15] 1700 2.[35 15] 1700 1 1 1 l a n n n           [Trong đó n là số thanh thép] -Yêu cầu cấu tạo : 1700 100 200 18 10 1 mm mm n n       Chọn 1112 có AS = 12,43[ cm2], khoảng cách 2 1700 1700 170[ ] 1 11 1 a mm n      . Chọn a2 = 170[mm] -Tính lại h02: ho2 = hđ - 0,15 - 0,5. 1 = 0,7 - 0,15 - 0,5.12,43.10^-4= 0,549 [m] - Mômen đài chịu được với cốt thép chọn là: MI = 0,9.Rs.ho.As chọn = 0,9.280000.0,549.12,43.10-4 =171,97 [kNm] > 169,07[kNm] →Thép chọn đảm bảo.