Đồ án nền móng
(Phần móng cọc đài thấp)
Họ và tên: Mã hiệu sinh viên:
Lớp theo học: lớp cũ (nếu có):
Số thứ tự đề:
I. Số liệu công trình: (nhà công nghiệp):
- Cột ( toàn khối hoặc lắp ghép)
- S liu ti trng tính toán:
+ No = 1380 (kN)
+ Mo = 138 (kN.m)
+ Qo = 34,5 (kN)
2. Nền đất:
Cao trình mặt đất tự nhiên : +0.00m.
Lớp đất số hiệu chiều dày(m)
1 101 a
2 301 b
3 201 c
4 401

II.Yêu cầu :
- Sơ bộ tính toán tiết diện cột.
- Đề xuất hai phơng án cọc và thiết kế một phơng án.
- Bản vẽ có kích thớc 297 ì 840 ( đóng cùng vào thuyết minh ), trên đó thể hiện:
Cao trình cơ bản của móng cọc đã thiết kế và lát cắt địa chất ( tỷ lệ từ 1:150 đến
1:100); các chi tiết cọc (tỷ lệ 1:20 1:10); các chi tiết đài cọc ( tỷ lệ 1:50 1:30);
Bảng thống kê thép đài, thép cọc; các ghi chú cần thiết
Ghi chú: Đồ án này phải đợc thầy hớng dẫn thông qua ít nhất một lần.
Phải đóng tờ này vào quyển Thuyết minh
Giáo viên hớng dẫn
n
. R
k
cốt thép R
a
- Lớp bảo vệ.
- Đài: mác bê tông, thép, bảo vệ
Bớc 4: Độ sâu đáy đài:
h


0,7h
min

d
o
o
B
Q
tgh
1
min
)
2
45(


=
Bớc 5: Chọn các đặc trng của móng cọc, gồm:
- Cọc: + l

y
yM
n
N
P
Bớc 7: Kiểm tra cọc
- Giai đoạn thi công: cẩu, lắp cọc.
Bớc 8: Kiểm tra tổng thể móng cọc (coi là móng khối qui ớc)
- Kiểm tra áp lực dới đáy móng khối
- Kiểm tra độ lún:
gh
SS

Bớc 9: Kiểm tra đài cọc
- Tính toán chiều dày đài:
Tính đâm thủng của cột.
Tính toán cờng độ trên tiết diện nghiêng.
Tính toán đâm thủng của cọc ở góc- nếu cần
Tính toán cốt thép.
36
Bíc 10: CÊu t¹o.
Bíc 11: B¶n vÏ.
37
I. Tài liệu thiết kế
I.1. Tài liệu công trình
- c im kt cu: Nhà công nghip mt tng, mt nhp có cu trc. Kt cu nhà
khung ngang BTCT toàn khi. Tiết diện cột:
mbl
cc
4,06,0 ì=ì

o
tt
o
tc
o
tt
o
tc
o
=== ;;
(n l h s vt ti gn đúng có thể chọn chung n = 1,1 1,2 ây chn n = 1,15).
Ti trng tiêu chuẩn ti cốt 0,0:
+
kNN
tc
o
1200=
+
kNmM
tc
o
120=
+
kNQ
tc
o
30=
Nhận xét độ lệch tâm:
m
N


độ
c
kg/cm
2
Kết quả TN nén ép e ứng với
P(KPa)
q
c
(MPa)
N
60
50 100 150 200
27,9 30,4 24,5 1,86 2,68 10
0
0,09 0,825 0,779 0,761 0,741 1,2 6
T ó có:
- H s rng t nhiên :
e
0
=


)1(. W
n
+
- 1
=
86,1
)299,01.(1.68,2 +

==
- Kết quả SPT:
6
60
=N
- Mô uyn bin dng:
q
c
= 1,2 MPa = 120 T/m
2
E
0
= .q
c
= 3.120 = 360 T/m
2

(cát pha do mm chn = 3).
Nhận xét: đất cát pha có:
872,0=
o
e

576,0=B

2
/360 mTE
o
=


- st ca t là: B =
A
WW
d

=
7,14
1.185.36
= 1,25 trng thái nhão.
- H s rng tự nhiên: e
0
=


)01.01( W
n
+
- 1 =
1
73,1
)26,01.(1.69,2

+
= 1,77-1 = 0,96
- Kết quả CPT:
2
/2121,0 mTMpaq
c
==
- Kết quả SPT:

54
o
=

;
2
/2121,0 mTMpaq
c
==
1
60
=N
Đất có tính chất xây dựng không tốt
L p 3: S hiu 201; h
3
= 6,8 m; có các ch tiêu c lý ca t nh sau:
Trong đất các cỡ hạt d(mm) chiếm (%)
1ữ
2
0,5ữ
1
0,25
ữ 0,5
0,1 ữ
0,25
0,05
ữ0,1
0,01 ữ
0, 05
0,002

1
)1(.

+
=


W
e
n
o

3
/86,1
65,01
)168,01.(1.64,2
)1.(.
mT
e
W
o
n
=
+
+
=
+
=



o
33=

Nhận xét: Cát vừa, chặt vừa:
2
/1200 mTq
c
=
;
28
60
=N
;
o
33=

;
2
/1800 mTE
o
=
Đất có tính chất xây dựng tốt
Lớp 4: Số hiệu 401; rất dày có các chỉ tiêu cơ lý nh sau:
Trong t các c ht d(mm) chim (%)
>
10
5 ữ
10
2
ữ 5

Nhận xét: Cát sỏi, chặt vừa:
2
/1500 mTq
c
=
;
40
60
=N
;
2
/3000 mTE
o
=
Đất có tính chất xây dựng tốt
Ta có kt qu tr a cht nh sau:
41
C¸t pha
101
301
201
401
320063006800
dÎo
SÐt pha
Nh·o
C¸t võa
ChÆt võa
C¸t sái
ChÆt

= 200 T/m
2
, N
60
=8, E
0
= 800 T/m
2
SÐt pha, nh·o : A=14,7 ; B=1,25 ; q
c
=0,21Mpa ; N
60
=1 ; e
o
=0,96
γ=1,73 T/m
3

; ∆=2,69 ; ϕ

= 4
0
5
’

; c

=0,3 T/m
2


o
=1800T/m
2
B = 0,576, q
c
= 200 T/m
2
, N
60
=8, E
0
= 800 T/m
2
C¸t sái, chÆt võa: q
c
=15Mpa ; N
60
=40; E
o
=3000T/m
2
I.3. Tiêu chuẩn xây dựng.
lún cho phép S
gh
= 8 cm . Chênh lún tng i cho phép
gh
L
S
= 0,3 %
II. Đề xuất phơng án:

20d ( ây chn 40 cm ) và u cc trong ài 10 cm
C c úc s n:
+ Bê tông : 300 # R
n
= 1300 T/m
2

+ Ct thép: AII, AI
+ Các chi tit cu to xem bn v.
IV. tính toán móng cọc
IV.1: Chọn độ chôn sâu của đáy đài:
43
Trong thiết kế: giả thiết tải trọng ngang do đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận nên muốn tính
toán theo móng cọc đài thấp phải thoả mãn điều kiện sau:

min
7,0 hh
h - độ chôn sâu của đáy đài
mtg
b
Q
tgh
o
oo
06,104,1024,1
5,186,1
3
)
2
10

= (3,2 + 6,3 + 3,2) - 1,2 + 0,5 = 12 m
Cc c chia thành 2 on dài 6 m. Nối bằng hàn bn mã.
IV.2.2. Sức chịu tải của cọc:
1-a .S c ch u t i c a c c theo v t li u:
Bê tông Mác 300
2
/1300 mTR
n
=

Cốt thép AII:
2
/000.28 mTR
a
=
P
VL
= m. (R
b
F
b
+ R
a
F
a
)
Trong ó: m : h s iu kin làm vic ph thuc loi móng và s lng cc trong
móng, ở đây dự kiến khoảng 5ữ8 cọc nên chn m =0,9.
Thép 16 F
a

: ma sát gia cc và t xung quanh cc:

=
=
n
i
iiis
huQ
1
1


i
h
- Chiều dày lớp đất mà cọc đi qua

c
Q

: lc kháng mi cc:
FRQ
c

2

=
Trong ó:

21
;

i

theo
i
l
(
i
l
-
khoảng cách từ mặt đất đến điểm giữa của mỗi lớp chia.
45
C¸t pha, dÎo
sÐt pha, nh·o
±0.000
500 500
1000
-11.9
-12.700
-3.200
101
301
C¸t h¹t nhá, chÆt võa
201
2000
-10,3
-2,2
-9,5
-1,2
1600 1600
Lớp đất Loại đất

tc
gh
k
P
P =
Theo TCXD 205:
4,1=
tc
k
→
[ ]
TP 367,35
4,1
50
≈==
1 .b.2.Theo k ế t qu ả thÝ nghi ệ m xuyªn t ĩ nh CPT:
csgh
QQP +=

46
[ ]
s
gh
F
P
P =
Trong đã:
+
FqkQ
cmc

2
(bỏ qua lớp 2)
3
α
=100, h
3
= 3,2 m ; q
c3
= 12 Mpa = 1200 T/m
2

→
Th
q
uQ
i
i
ci
s
4,484,3810)2,3.
100
1200
2.
40
200
.(1. =+=+==
∑
α

[ ]

+
=
+
==
1.b.3.Theo k ế t qu ả thÝ nghi ệ m xuyªn tiªu chu ẩ n SPT: theo c«ng th ứ c Meyerhof

csgh
QQP +=
;
[ ]
s
gh
F
P
P =

+
cmc
FNmQ =
sức kh¸ng ph¸ hoại của đất ở mũi cọc
(
m
N
- số SPT của lớp đất tại mũi cọc).
+
∑
=
=
n
i

P =
Theo TCXD 205:
35,2 ữ=
s
F
Ta chọn
3=
s
F

[ ]
TkN
F
QQ
P
s
sc
307,303
3
2,911
3
2,211700
==
+
=
+
=
Sức chịu tải của cọc lấy theo kết quả xuyên tiêu chuẩn [P] = 30 T
IV.3. Xác định số l ợng cọc và bố trí c ọc trong móng:
Số lợng cọc sơ bộ xác định nh sau:

o
x
y
400 400
2700
1100 1100
250 250
400
600
1300
(m bo khong cách các cc 3d - 6d).
IV.4. Đài cọc
- T vic b trí cc nh trên kích thc ài:
B

ì L

= 1,3 ì 2,7 m
48
IV.5. Tải trọng phân phối lên cọc.
- Theo các gi thit gn úng coi cc ch chu ti dc trc và cc ch chu nén hoc kéo
+ Trng lng ca ài và t trên ài:

ThFG
tbmdd
4,82.2,1.3,1.7,2 ==

+ Ti trng tiêu chuẩn tác dng lên cc c tính theo công thc:

=

tc
ox
tc
x
hQMM ì+=
mô men M
x
tiêu chuẩn tại đáy đài.
TmM
tc
x
6,152,1312 =ì+=
22
4
1
2
84,41,14 my
i
i
=ì=

=
Lập bảng tính:
Cc
)(my
i


=
4


=
=
n
i
i
i
tt
x
tt
o
oi
y
yM
n
N
P
1
2
.
Trong đó:
tt
N
tải trọng tính toán tại cốt 0,0
TN
tt
o
138=
d
tt

=
4
1
2
i
i
y
)(TP
oi
1 -1,1
4,84
23,5
2 1,1
4,84
23,5
3 0
4,84
27,6
4 -1,1
4,84
31,7
5 1,1
4,84
31,7
V. Kiểm tra tổng thể đài cọc.
Gi thit coi móng cc là móng khi quy c nh hình v:
V.1. Kiểm tra áp lực d ới đáy móng khối
- iu kin kim tra:
p
q

mL 45,2
1
=
khoảng cách giữa 2 mép ngoài cùng của cọc theo phơng x
mB 55,1
1
=
khoảng cách giữa hai mép ngoài cùng của cọc theo phơng y
'
'''
813
5,11
36105442520
2,33,62
332,3543,6202
o
oooooo
tb
=
++
=
++
ì+ì+ì
=

Vậy kích thớc đáy móng khối quy ớc nh sau:
=ìì+ìì+= )1735,11205,1)(1735,11245,2(
'' oo
dq
tgtgF


1
7
'
2450
101
301
201
401
Mô men chống uốn W
x
của
qu
F
là:
3
2
5,4
6
37,337,2
mW
x
=
ì
=
+ Tải trọng thẳng đứng tại đáy móng khối quy ớc:
ThFN
ququtc
346226120)7,12.9,8.(2120 =+=+=+


5,4
6,15
9,8
346
mT===

2
/8,38 mT
tb
=

+ Cờng độ tính toán ca t đáy khi quy c (Theo công thc ca
Terzaghi):
s
ccqqqu
s
gh
d
F
NcSNqSNBS
F
P
R
5,0 ++
==


qu
hq .


86,014,01
37,3
37,2
.2,012,01 ====
qu
qu
L
B
S

1=
q
S
14,114,01
4,2
2
2,012,01 =+=+=+=
qu
qu
c
L
B
S
=
++
==
s
ccqqqu
s
gh

=
+
=
Ta có:
22
/208/8,38 mTRmT
dtb
=<=

Nh vậy đất nền dới đáy móng khối quy ớc đủ khả năng chịu lực.
Chú ý:
Nếu dới mũi cọc có lớp đất yếu thì phải kiểm tra khả năng chịu lực của lớp đất này.
V.2. Kiểm tra lún cho móng cọc:
Độ lún đợc tính với tải trọng tiêu chuẩn:
2
/8,38 mT
tb
=

áp lực gây lún:
52
2
/32,1648,228,387,12.77,18,38. mTh
qutbgl
====

Độ lún của móng cọc đợc tính toán nh sau:
Chia nền đất dới đáy móng khối thành từng lớp phân tố có chiều dày
4
qu

=
bt
28,06T/m2
=
bt
28,06T/m2
=
bt
28,06T/m2
=
bt
28,06T/m2
=
bt
28,06T/m2
=
bt
28,06T/m2
=
bt
28,06T/m2
=
bt
4,05T/m2
=
Z
4,05T/m2
=
Z
4,05T/m2

Lớp Điểm
tính
)(mz
i
)/(
2
mT
bt

qu
qu
B
L
qu
B
z
o
k
pk
ozi
=

53
III 1
2
3
4
5
6
7

1,0
1,3
1,5
1
0,9737
0,8589
0,7030
0,5583
0,4414
0,3152
0,2559
16,3
15,9
14,0
11,4
9,1
7,2
5,0
4,2
Tại điểm 7: ứng suất do trọng lợng bản thân của đất nền
2
/28 mT
bt
=

ứng suất gây lún:
22
/6,5
5
28

mT
zi


)/(
2
mTE
o
)(cmS
i
1
2
3
4
5
6
7
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,6
16,1
15,0
12,7
10,2
8,0
6,1

Biểu đồ mômen cọc khi vận chuyển
M
1
=
2
qa
2
= 0,234. 1,3
2
/2

0,2 Tm;
54
a
a
L
a,
M=0,0214ql
2
- Trờng hợp treo cọc lên giá búa: để
+

22
MM
b 0,294 l
c
= 1,764 m
+ Trị số mô men dơng lớn nhất: M
2
=

Cốt thép dọc chịu mô men uốn của cọc là
)4(162
2
cmF
a
=

cọc đủ khả năng chịu tải khi vận chuyển, cẩu lắp.
- Tính toán cốt thép làm móc cẩu:
+ Lực kéo móc cẩu trong trờng hợp cẩu lắp cọc:
lqF
k
.=
a,
lực kéo ở một nhánh, gần đúng:
T
lq
F
F
k
k
702,0
2
6.234,0
2
.
2
'
====
Thép móc cẩu chọn loại A-I ( thép A-I có độ dẻo cao, tránh gãy khi cẩu lắp)

)(
cc
lb ì
n
tt
c
R
nN
F
ì
=

tt
N
- lực dọc tính toán ở chân cột.
(n= 1,2-hệ số xét đến ảnh hởng của mô men)
Giả sử tính đợc tiết diện cột là (30 ì 50) cm
2
;
ta chọn tiết diện cổ móng tiết diện (40 ì 60) cm
2
để tính toán đài.
(Giả thiết bỏ qua ảnh hởng của cốt thép ngang)
- Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp:
700
100
c1=675
c2=75
800
1

P
- lực đâm thủng, bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của đáy tháp đâm
thủng.

TPPPPP
dt
4,1107,317,315,235,23
05040201
=+++=+++=

cdt
P
- lực chống đâm thủng.
[ ]
kocccdt
RhChCbP )()(
1221
+++=

(theo bê tông II)
56

1
,
2
các hệ số đợc xác định nh sau:
16,2)
675,0
7,0
(15,1)(1.5,1

0
- Chiều cao làm việc của đài h
0
= 0,7m
- C
1
, C
2
khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của đáy tháp đâm
thủng: C
1
=0,675; C
2
= 0,75.
[ ] [ ]
TP
cdt
2675,52.6,2484,275.7,0)675,06,0.(04,2)75,04,0.(16,2 =+=+++=
Vậy:
TPTP
cdtdt
2674,110 =<=

Chiều cao đài thỏa mãn điều kiện chống đâm thủng.
V.4.2Tính c ờng độ trên tiết diện nghiêng theo lực cắt:
1
0.000
-1.200
4
52

TPPQ 4,637,317,31
0504
=+=+=
- hệ số không thứ nguyên
57
2
1.7,0






+=
C
h
o

mCC 675,0
1
==
1
675,0
7,0
1.7,0
2
=




: khoảng cách từ trục cọc 4 và 5 đến mặt cắt I-I.
mr 8,0
1
=TmPPM
I
7,50)7,317,31.(8,0).(8,0
0504
=+=+=
1
0.000
-1.200
4
52
3
tt
Q
o
tt
N
o
tt
M
o
x
y
400 400
1100 1100
2
28cm=

Chọn 11 18 a 120 F
a
= 28 cm
2
;
Mô men tại mép cột theo mặt cắt II-II:

)(
04012
PPrM
II
+=
Trong đó:
mr 20,0
2
=

TmPPM
II
04,11)7,315,23.(2,0).(2,0
0401
=+=+=

F
aII

àà
od
a
hL
F


bố trí cốt thép với khoảng cách nh trên có thể coi là hợp lý.
VI. Cấu tạo và bản vẽ:
Cấu tạo móng xem bản vẽ.
100
0.000
-1.200
Thép chờ cột
-1.300
250 1100
250
2700
250 400 400
250
4
0
0
1100
800
100
700
1300
50
50