nhox_love094
New Member
Download miễn phí Đề tài Thiết kế môn học nền và móng (bài tham khảo 7)
Sử dụng chương trình FB – PIER V3 ta tính được nội lực của cọc như sau:
*** Maximum pile forces ***
Max shear in 2 direction 0.2045E+02 KN 1 0 12
Max shear in 3 direction 0.4696E+01 KN 1 0 22
Max moment about 2 axis 0.1172E+01 KN-M 1 0 22
Max moment about 3 axis -0.4186E+01 KN-M 1 0 12
Max axial force -0.7764E+03 KN 1 0 9
Max torsional force 0.0000E+00 KN-M 0 0 0
Max demand/capacity ratio 0.2303E+00 1 0 11
BáO CáO KHảO SáT ĐịA CHấT CÔNG TRìNH
I. Cấu trúc địa chất và đặc điểm các lớp đất
Các ký hiệu sử dụng trong tính toán:
: Trọng lượng riêng của đất tự nhiên (kN/m3)
s
: Trọng lượng riêng của hạt đất (kN/m3
n
: Trọng lượng riêng của nước (n=9.81kN/m3)
W
: Độ ẩm (%)
WL
: Giới hạn chảy (%)
Wp
: Giới hạn dẻo (%)
a
: Hệ số nén (m2/kN)
k
: Hệ số thấm (m/s)
n
: Độ rỗng
e
: Hệ số rỗng
S r
: Độ bão
c
: Lực dính đơn vị (kN/m2 )
j
: Tỷ trọng của đất (độ)
D
: Tỷ trọng của đất
Tại lỗ khoan BH3, khoan xuống cao độ là - 40m, gặp 4 lớp đất như sau:
Lớp 1:
Lớp 1 là lớp cát bụi,màu xám,xám đen kết cấu rất rời rạc. Chiều dày của lớp xác định được ở BH3 là 4.30m, cao độ mặt lớp là 0.00m, cao độ đáy là -4.30m. Chiều sâu xói của lớp đất này là 2.40m.
Lớp 2:
Lớp 2 là lớp sét màu xám nâu,xám đen,trạng thái chảy, phân bố dưới lớp 1. Chiều dày của lớp là 3.90m, cao độ mặt lớp là -4.30, cao độ đáy là -8.20m.Lớp đất có độ ẩm W = 52.2% ,độ bão hoà S r = 99.2.co độ sệt IL= 1.42.
Lớp 3:
Lớp thứ 3 gặp ở BH3 là lớp cát hạt nhỏ màu xám,kết cấu chặt vừa, phân bố dưới lớp 2. Chiều dày của lớp là 28.80 m, cao độ mặt lớp là -8.20 m, cao độ đáy lớp là -37.0m.
Lớp 4:
Lớp thứ 4 là lớp cát hạt trung, màu xám, kết cấu rất chặt, phân bố dưới lớp 3. Chiều dày của lớp là 3.00 m, cao độ mặt lớp là -37.0m, cao độ đáy lớp là -40.0m.
II. Nhận xét và kiến nghị
Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu và qui mô công trình dự kiến xây dựng, ta có một số nhận xét và kiến nghị sau:
Nhận xét:
+ Điều kiện địa chất công trình trong phạm vi khảo sát nhìn chung là khá phức tạp, có nhiều lớp đất phân bố và thay đổi khá phức tạp.
+ Lớp đất số 1, 2 là lớp đất yếu do chỉ số xuyên tiêu chuẩn và sức chịu tải nhỏ, lớp 3 có trị số SPT trung bình, lớp 4 có trị số SPT và sức chịu tải khá cao.
+ Lớp đất số 2 dễ bị lún sụt khi xây dựng trụ cầu tại đây.
Kiến nghị
+ Với các đặc điểm địa chất công trình tại đây, nên sử dụng giải pháp móng cọc ma sát bằng BTCT cho công trình cầu và lấy lớp đất số 3 làm tầng tựa cọc.
+ Nên để cho cọc ngập sâu vào lớp đất số 3 để tận dụng khả năng chịu ma sat của cọc.
PHầN II
THIếT Kế Kĩ THUậT
Bố trí chung công trình
I. Lựa chọn kích thước công trình
1.1. Lựa chọn kích thước và cao độ bệ cọc
Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT)
Theo số liệu bài cho:
MNCN: Mực nước cao nhất, MNCN = 3.00m
MNTT : Mực nước thấp nhất, MNTT = 1.50m.
Sông không thông thuyền..
=> Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = MNCN + 0.5 = 3.0 + 0.5 = +3.5m..
Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB)
Cao độ đỉnh bệ MNTN - 0.5m = 1.5 - 0.5 = 1m.
=> Chọn cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = +1.0m.
Cao độ đáy bệ (CĐĐAB)
Cao độ đáy bệ = CĐĐB - Hb
Hb : Chiều dày bệ móng (Hb = ). Chọn Hb = 2 m
=> Cao độ đáy bệ: CĐĐAB = 1.0 - 2.0 = -1.0 m
Vậy chọn các thông số thiết kế như sau:
Cao độ đỉnh trụ : CĐĐT = + 3.5m.
Cao độ đỉnh bệ : CĐĐB = + 1.0m
Cao độ đáy bệ là : CĐĐAB = -1.0m
Bề dầy bệ móng : Hb = 2 m.
1.2. Chọn kích thước cọc và cao độ mũi cọc
Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là lớn, địa chất có lớp đất chịu lực nằm cách mặt đất 8.2m và không phải là tầng đá gốc, nên chọn giải pháp móng là móng cọc ma sát BTCT.
Chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thước là 0.45x0.45m; được đóng vào lớp số 3 là lớp cát hạt nhỏ, kết cấu chặt vừa. Cao độ mũi cọc là -29.00m. Như vậy cọc được đóng vào trong lớp đất số 3 có chiều dày là 20.8m.
Chiều dài của cọc (Lc) được xác định như sau:
Lc = CĐĐB - Hb - CĐMC
Lc = 1.0 - 2.0 - (- 29.0) = 28.00 m.
Trong đó:
CĐĐB = 1.00 m : Cao độ đỉnh bệ.
Hb = 2.00 m : Chiều dày bệ móng
CĐMC = -29.00m : Cao độ mũi cọc.
Kiểm tra: < 70
=> Thoả mãn yêu cầu về độ mảnh.
Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L = Lc + 1m = 28.00 + 1m = 29.00m. Cọc được tổ hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 28m = 10m +10m + 9m. Như vậy hai đốt thân cọc có chiều dài là 10m ; đốt mũi có chiều dài 9m. Các đốt cọc sẽ được nối với nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc.
II. Lập các tổ hợp tải trọng Thiết kế
2.1. Trọng lượng bản thân trụ
2.1.1. Tính chiều cao thân trụ
Chiều cao thân trụ Htr:
Htr = CĐĐT - CĐĐB - CDMT
Htr = 3.5 - 1.0 - 1.4 = 1.1m..
Trong đó:
Cao độ đỉnh trụ : CĐĐT = + 3.5m.
Cao độ đỉnh bệ : CĐĐB = + 1.0m
Chiều dày mũ trụ : CDMT = 0.8+0.6 = 1.4m
2.1.2. Thể tích toàn phần (không kể bệ cọc)
Thể tích trụ toàn phần Vtr :
Vtr = V1 + V2 + V3 =
= 10.88 + 6.63 + 5.6 = 23.11 m3.
2.1.2. Thể tích phần trụ ngập nước (không kể bệ cọc)
Thể tích trụ ngập nước Vtn:
Vtn = Str x (MNTN - CĐĐB)
=
Trongđó:
MNTN = 1.5 m : Mực nước thấp nhất
CĐĐB = 1.0 m : Cao độ đỉnh bệ
Str : Diện tích mặt cắt ngang thân trụ (m2)
2.2. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN
Các tổ hợp tải trọng đề bài ra như sau:
Tải trọng
Đơn vị
TTGHSD
- Tĩnh tải thẳng đứng
kN
5500
- Hoạt tải thẳng đứng
kN
3800
- Hoạt tải nằm ngang
kN
120
- Hoạt tải mômen
KN.m
650
Hệ số tải trọng: Hoạt tải : n = 1.75
Tĩnh tải : n = 1.25
gbt = 24,50 kN/m3 : Trọng lượng riêng của bê tông
gn = 9,81 kN/m3 : Trọng lượng riêng của nước
2.2.1. Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu ở TTGHSD
Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn ngang cầu:
= 3800 + (5500 + 24.50x23.11) – 9.81x2.545 = 9841.23 kN
Tải trọng ngang tiêu chuẩn ngang cầu:
= Ho = 120 kN
Mômen tiêu chuẩn ngang cầu:
= 950 kN.m
2.2.2. Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu ở TTGHCĐ
Tải trọng thẳng đứng tính toán ngang cầu
= 1.75x3800 + 1.25x(5500 + 24.50x23.11) – 9.81x2.545
= 14207.78kN
Tải trọng ngang tính toán ngang cầu:
= 1.75x = 1.75x120 =210 kN.
Mômen tính toán ngang cầu:
= 1662.5kN.m
Tổ hợp tải trọng thiết kế TạI ĐỉNH Bệ
Tải trọng
Đơn vị
TTGHSD
TTGHCĐ
Tải trọng thẳng đứng
kN
9841.23
14207.78
Tải trọng ngang
kN
120
210
Mômen
kN.m
950
1662.5
iii. Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc
3.1. Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu PR
Chọn vật liệu:
+ Cọc bê tông cốt thép, tiết diện của cọc hình vuông: 0.45m x 0.45m
+ Bê tông có = 30MPa
+ Thép ASTM A615, có = 420 MPa
Bố trí cốt thép trong cọc :
+ Cốt chủ : Chọn 8#22, bố trí xuyên suốt chiều dài cọc.
+ Cốt đai : Chọn thép ặ 8
Mặt cắt ngang cọc BTCT
Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu: PR
Dùng cốt đai thường, ta có: PR = jxPn = jx0.8x{0.85xx(Ag – Ast) + fyxAst}
Trong đó:
j : Hệ số sức kháng của bê tông, j = 0.75
: Cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (MPa)
: Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (MPa).
Ag : Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, Ag = 450x450 = 2025000mm2
Ast : Diện tích cốt thép, Ast = 8x387=3096mm2
Vậy: PR = 0.75x0.8x{0.85x30x(202500– 3096) + 420x3096}
= 3831073.2 N 3831.1KN.
3.2. Sức kháng nén dọc trục theo đất nền QR
Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: QR =
Với: ;
Trong đó: Qp : Sức kháng mũi cọc (MPa)
qp : Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
Qs : Sức kháng thân cọc (MPa)
qs : Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
Ap : Diện tích mũi cọc (mm2)
As : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2)
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Sử dụng chương trình FB – PIER V3 ta tính được nội lực của cọc như sau:
*** Maximum pile forces ***
Max shear in 2 direction 0.2045E+02 KN 1 0 12
Max shear in 3 direction 0.4696E+01 KN 1 0 22
Max moment about 2 axis 0.1172E+01 KN-M 1 0 22
Max moment about 3 axis -0.4186E+01 KN-M 1 0 12
Max axial force -0.7764E+03 KN 1 0 9
Max torsional force 0.0000E+00 KN-M 0 0 0
Max demand/capacity ratio 0.2303E+00 1 0 11
BáO CáO KHảO SáT ĐịA CHấT CÔNG TRìNH
I. Cấu trúc địa chất và đặc điểm các lớp đất
Các ký hiệu sử dụng trong tính toán:
: Trọng lượng riêng của đất tự nhiên (kN/m3)
s
: Trọng lượng riêng của hạt đất (kN/m3
n
: Trọng lượng riêng của nước (n=9.81kN/m3)
W
: Độ ẩm (%)
WL
: Giới hạn chảy (%)
Wp
: Giới hạn dẻo (%)
a
: Hệ số nén (m2/kN)
k
: Hệ số thấm (m/s)
n
: Độ rỗng
e
: Hệ số rỗng
S r
: Độ bão
c
: Lực dính đơn vị (kN/m2 )
j
: Tỷ trọng của đất (độ)
D
: Tỷ trọng của đất
Tại lỗ khoan BH3, khoan xuống cao độ là - 40m, gặp 4 lớp đất như sau:
Lớp 1:
Lớp 1 là lớp cát bụi,màu xám,xám đen kết cấu rất rời rạc. Chiều dày của lớp xác định được ở BH3 là 4.30m, cao độ mặt lớp là 0.00m, cao độ đáy là -4.30m. Chiều sâu xói của lớp đất này là 2.40m.
Lớp 2:
Lớp 2 là lớp sét màu xám nâu,xám đen,trạng thái chảy, phân bố dưới lớp 1. Chiều dày của lớp là 3.90m, cao độ mặt lớp là -4.30, cao độ đáy là -8.20m.Lớp đất có độ ẩm W = 52.2% ,độ bão hoà S r = 99.2.co độ sệt IL= 1.42.
Lớp 3:
Lớp thứ 3 gặp ở BH3 là lớp cát hạt nhỏ màu xám,kết cấu chặt vừa, phân bố dưới lớp 2. Chiều dày của lớp là 28.80 m, cao độ mặt lớp là -8.20 m, cao độ đáy lớp là -37.0m.
Lớp 4:
Lớp thứ 4 là lớp cát hạt trung, màu xám, kết cấu rất chặt, phân bố dưới lớp 3. Chiều dày của lớp là 3.00 m, cao độ mặt lớp là -37.0m, cao độ đáy lớp là -40.0m.
II. Nhận xét và kiến nghị
Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu và qui mô công trình dự kiến xây dựng, ta có một số nhận xét và kiến nghị sau:
Nhận xét:
+ Điều kiện địa chất công trình trong phạm vi khảo sát nhìn chung là khá phức tạp, có nhiều lớp đất phân bố và thay đổi khá phức tạp.
+ Lớp đất số 1, 2 là lớp đất yếu do chỉ số xuyên tiêu chuẩn và sức chịu tải nhỏ, lớp 3 có trị số SPT trung bình, lớp 4 có trị số SPT và sức chịu tải khá cao.
+ Lớp đất số 2 dễ bị lún sụt khi xây dựng trụ cầu tại đây.
Kiến nghị
+ Với các đặc điểm địa chất công trình tại đây, nên sử dụng giải pháp móng cọc ma sát bằng BTCT cho công trình cầu và lấy lớp đất số 3 làm tầng tựa cọc.
+ Nên để cho cọc ngập sâu vào lớp đất số 3 để tận dụng khả năng chịu ma sat của cọc.
PHầN II
THIếT Kế Kĩ THUậT
Bố trí chung công trình
I. Lựa chọn kích thước công trình
1.1. Lựa chọn kích thước và cao độ bệ cọc
Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT)
Theo số liệu bài cho:
MNCN: Mực nước cao nhất, MNCN = 3.00m
MNTT : Mực nước thấp nhất, MNTT = 1.50m.
Sông không thông thuyền..
=> Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = MNCN + 0.5 = 3.0 + 0.5 = +3.5m..
Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB)
Cao độ đỉnh bệ MNTN - 0.5m = 1.5 - 0.5 = 1m.
=> Chọn cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = +1.0m.
Cao độ đáy bệ (CĐĐAB)
Cao độ đáy bệ = CĐĐB - Hb
Hb : Chiều dày bệ móng (Hb = ). Chọn Hb = 2 m
=> Cao độ đáy bệ: CĐĐAB = 1.0 - 2.0 = -1.0 m
Vậy chọn các thông số thiết kế như sau:
Cao độ đỉnh trụ : CĐĐT = + 3.5m.
Cao độ đỉnh bệ : CĐĐB = + 1.0m
Cao độ đáy bệ là : CĐĐAB = -1.0m
Bề dầy bệ móng : Hb = 2 m.
1.2. Chọn kích thước cọc và cao độ mũi cọc
Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là lớn, địa chất có lớp đất chịu lực nằm cách mặt đất 8.2m và không phải là tầng đá gốc, nên chọn giải pháp móng là móng cọc ma sát BTCT.
Chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thước là 0.45x0.45m; được đóng vào lớp số 3 là lớp cát hạt nhỏ, kết cấu chặt vừa. Cao độ mũi cọc là -29.00m. Như vậy cọc được đóng vào trong lớp đất số 3 có chiều dày là 20.8m.
Chiều dài của cọc (Lc) được xác định như sau:
Lc = CĐĐB - Hb - CĐMC
Lc = 1.0 - 2.0 - (- 29.0) = 28.00 m.
Trong đó:
CĐĐB = 1.00 m : Cao độ đỉnh bệ.
Hb = 2.00 m : Chiều dày bệ móng
CĐMC = -29.00m : Cao độ mũi cọc.
Kiểm tra: < 70
=> Thoả mãn yêu cầu về độ mảnh.
Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L = Lc + 1m = 28.00 + 1m = 29.00m. Cọc được tổ hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 28m = 10m +10m + 9m. Như vậy hai đốt thân cọc có chiều dài là 10m ; đốt mũi có chiều dài 9m. Các đốt cọc sẽ được nối với nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc.
II. Lập các tổ hợp tải trọng Thiết kế
2.1. Trọng lượng bản thân trụ
2.1.1. Tính chiều cao thân trụ
Chiều cao thân trụ Htr:
Htr = CĐĐT - CĐĐB - CDMT
Htr = 3.5 - 1.0 - 1.4 = 1.1m..
Trong đó:
Cao độ đỉnh trụ : CĐĐT = + 3.5m.
Cao độ đỉnh bệ : CĐĐB = + 1.0m
Chiều dày mũ trụ : CDMT = 0.8+0.6 = 1.4m
2.1.2. Thể tích toàn phần (không kể bệ cọc)
Thể tích trụ toàn phần Vtr :
Vtr = V1 + V2 + V3 =
= 10.88 + 6.63 + 5.6 = 23.11 m3.
2.1.2. Thể tích phần trụ ngập nước (không kể bệ cọc)
Thể tích trụ ngập nước Vtn:
Vtn = Str x (MNTN - CĐĐB)
=
Trongđó:
MNTN = 1.5 m : Mực nước thấp nhất
CĐĐB = 1.0 m : Cao độ đỉnh bệ
Str : Diện tích mặt cắt ngang thân trụ (m2)
2.2. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN
Các tổ hợp tải trọng đề bài ra như sau:
Tải trọng
Đơn vị
TTGHSD
- Tĩnh tải thẳng đứng
kN
5500
- Hoạt tải thẳng đứng
kN
3800
- Hoạt tải nằm ngang
kN
120
- Hoạt tải mômen
KN.m
650
Hệ số tải trọng: Hoạt tải : n = 1.75
Tĩnh tải : n = 1.25
gbt = 24,50 kN/m3 : Trọng lượng riêng của bê tông
gn = 9,81 kN/m3 : Trọng lượng riêng của nước
2.2.1. Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu ở TTGHSD
Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn ngang cầu:
= 3800 + (5500 + 24.50x23.11) – 9.81x2.545 = 9841.23 kN
Tải trọng ngang tiêu chuẩn ngang cầu:
= Ho = 120 kN
Mômen tiêu chuẩn ngang cầu:
= 950 kN.m
2.2.2. Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu ở TTGHCĐ
Tải trọng thẳng đứng tính toán ngang cầu
= 1.75x3800 + 1.25x(5500 + 24.50x23.11) – 9.81x2.545
= 14207.78kN
Tải trọng ngang tính toán ngang cầu:
= 1.75x = 1.75x120 =210 kN.
Mômen tính toán ngang cầu:
= 1662.5kN.m
Tổ hợp tải trọng thiết kế TạI ĐỉNH Bệ
Tải trọng
Đơn vị
TTGHSD
TTGHCĐ
Tải trọng thẳng đứng
kN
9841.23
14207.78
Tải trọng ngang
kN
120
210
Mômen
kN.m
950
1662.5
iii. Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc
3.1. Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu PR
Chọn vật liệu:
+ Cọc bê tông cốt thép, tiết diện của cọc hình vuông: 0.45m x 0.45m
+ Bê tông có = 30MPa
+ Thép ASTM A615, có = 420 MPa
Bố trí cốt thép trong cọc :
+ Cốt chủ : Chọn 8#22, bố trí xuyên suốt chiều dài cọc.
+ Cốt đai : Chọn thép ặ 8
Mặt cắt ngang cọc BTCT
Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu: PR
Dùng cốt đai thường, ta có: PR = jxPn = jx0.8x{0.85xx(Ag – Ast) + fyxAst}
Trong đó:
j : Hệ số sức kháng của bê tông, j = 0.75
: Cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (MPa)
: Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (MPa).
Ag : Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, Ag = 450x450 = 2025000mm2
Ast : Diện tích cốt thép, Ast = 8x387=3096mm2
Vậy: PR = 0.75x0.8x{0.85x30x(202500– 3096) + 420x3096}
= 3831073.2 N 3831.1KN.
3.2. Sức kháng nén dọc trục theo đất nền QR
Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: QR =
Với: ;
Trong đó: Qp : Sức kháng mũi cọc (MPa)
qp : Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
Qs : Sức kháng thân cọc (MPa)
qs : Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
Ap : Diện tích mũi cọc (mm2)
As : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2)
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links