Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
PHẦN I
BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
● ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC DÂN CƯ :
Các ký hiệu sử dụng trong tính toán:
γ

: Trọng lượng riêng của đất tự nhiên (kN/m
3
)
γ
s

: Trọng lượng riêng của hạt đất (kN/m
3
γ
n

: Trọng lượng riêng của nước (
γ
n
=10kN/m
3
)
W : Độ ẩm (%)
W
L
: Giới hạn chảy (%)
W
p

là -11.20m; độ sâu là 11,20m; chiều dày lớp 2 là 9,00m.
+ Lớp 3: Là sét pha màu xám nâu, xám xanh, trạng thái dẻo cứng.
1
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
lớp đất số 3 gặp ở lỗ khoan BH4, cao độ mặt lớp là -11,20m; cao độ đáy
lớp là –15,50m; độ sâu là 15,50m; chiều dày lớp 3 là 4,30m, độ ẩm W = 20,6%,độ
bão hòa S
r
= 80,9%, độ sệt I
L
= 0,47, độ rỗng là n= 40,7.
+Lớp 4: Là cát hạt nhỏ, màu xám, kết cấu chặt vừa.
lớp đất số 4 gặp ở lỗ khoan BH4, cao độ mặt lớp là -15,50m; cao độ đáy
lớp là -37,00m; độ sâu 37,00m; chiều dày lớp 4 là 21,50m.
● NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ:
*Nhận xét:
- Điều kiện địa chất trong phạm vi khảo sát tương đối phức tạp, các lớp đất phân
bố không đều nhau.
- 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 điều kiện địa chất ở đây thì khi xây dựng nên dựng nên dùng móng cọc bê
tông đường kính nhỏ có D= 450mm cho công trình cầu và lấy lớp đất số 4 làm
tầng dựa đầu cọc.
- Nên để cọc ngập sâu vào lớp đất số 4 để tận dụng khả năng ma sát của cọc.
2
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc

sông chọn cao độ đỉnh bệ thấp hơn MNTN là 0,5 m. Có MNCN = 4,50m ; MNTN
= 2,00m
● Cao độ đỉnh trụ: = 5,5 + 3,5 - 0,3 = 8,7 m.
● Cao độ đỉnh bệ : 3,6 - 0,5 = 3,1 m.
● Bề dày bệ móng : H
b
= 2 m.(Thỏa mãn từ 1,5-3m)
● Cao độ đáy bệ :cao độ đỉnh bệ - bề dày bệ móng = 3,1 - 2 = 1,1 m.
2. Kích thước và cao độ của bệ cọc :
3
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
● Cao độ mũi cọc : Chọn độ sâu cọc ngàm vào lớp đất thứ 4 là: 14 m
Vậy cao độ mũi cọc là : -29,5 m
● Chiều dài của cọc :
L
c
= Cao độ đáy bệ - cao độ mũi cọc = 1,1 - (-29,5) = 30,6 m.

● Đường kính cọc : D = 450 mm phải thỏa mãn yêu cầu về độ mảnh.
Tính tỉ lệ :
30,6
68
0,45
c
L
m
D
= =
< 70m => thỏa mãn yêu cầu về độ mảnh.

H
tt
V
1
V
2
V
3
V
3
V
2
V
1
Cao ®é ®¸y dÇm
MNTT
30
V
tr
= V
1
+ V
2
+ V
3
Trong đó: V
1
= 8.0,8.1,7 = 10,88 m
3
.

.1,2
(4,5 1,2).1,2
4
π
 
+ −
 ÷
 
.(3,6 – 3,1) = 2,545 m
3
.
2. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN:
Chuyển các lực và momen về tâm đáy móng ta đươc các lực như sau:
P
h
= 4000 kN : Lực thẳng đứng ở trạng thái giới hạn sử dụng do hoạt tải tác dụng
tại đỉnh trụ.
P
t
= 5800 kN : Lực thẳng đứng ở trạng thái giới hạn sử dụng do tĩnh tải tác dụng
tại đỉnh trụ.
H
h
= 110 kN : Lực ngang ở trạng thái giới hạn sử dụng do hoạt tải tác dụng theo
phương ngang cầu.
M
h
=H
h
.(CĐĐT – CĐĐB) + M = 110.(8,7 – 3,1)+ 700

n
t
= 1,25 : Hệ số tải trọng do tĩnh tải.
a. Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang
cầu với MNTN tại đỉnh bệ :
a
1
) Tải trọng thẳng đứng ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
N
1sd
= P
t
+ P
h
+
bt
γ
. V
tr
-
n
γ
. V
tn

= 5800 + 4000 + 24,5.38,89 - 10.2,545 = 10727,36kN.
a
2
) Tải trọng ngang ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
H

γ
. V
tr
-
n
γ
. V
tn
).n
t

= 4000.1,75 + (5800 + 24,5.38,89 - 10.2,545).1,25 = 15409,19kN.
b
2
) Tải trọng ngang ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu:
H
1cđ
= n
h
.H
h
= 1,75.110 = 192,5 kN.
b
3
) Mômen ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu:
M1cđ = n
h
.M
h
+ n

theo vật liệu là:
P
r
= φ.P
n
Đối với cấu kiện có cốt thép đai thường:

( )
'
0,8 0,85. . .
n c g st y st
P f A A f A
 
= − +
 
7
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Trong đó:
'
c
f
: là cường độ quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày
lấy
'
c
f
= 3.10
4
kN/m

P
r
: Sức kháng dọc trục tính toán.
P
n
: Sức kháng dọc trục danh định.
Vậy :
( )
4 6 6 5 6
0,8. 0,85.3.10 . 202500.10 4080.10 420.10 .4080.10
n
P
− − −
 
= − +
 
= 5418,65 kN.
=> P
r
= φ. P
n
= 1. 5418,65 = 5418,65 kN.
2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền:
Công thức tính: Q
r
= φ
qP
.Q
P
+ φ

=0,45.1 = 0,45.
φ
qS
: Hệ số sức kháng thân cọc
Đối với đất dính φ
qS
= 0,7.λ
v
=0,7.1 = 0,7.
Đối với đất cát φ
qS
=0,45 λ
v
=0,45.1 = 0,45.
A
p
: Diện tích mũi cọc (mm
2
).
A
s
: Diện tích bề mặt thân cọc (mm
2
) .
q
p
: sức kháng đơn vị mũi cọc (kN/m
2
).
q

u

≤
25 Kpa
0.1=α⇒

- Nếu 25 Kpa < S
u
< 75 Kpa






−
−=α⇒
KPa50
KPa25S
5.01
u
- Nếu S
u

≥
75 Kpa
5.0=α⇒
Ta xét chiều cao sxói là h
x
= 2m.

s
.A
s
1 2,2 1,8 23,4 1,0 23,4 8,424
3 4,3 1,8 30,8 0,942 29,014 224,57
Tổng cộng ma sát bề mặt Q
s
232,994
* Đối với đất cát và bùn không dẻo :
q
s
=0,0019.
N
Trong đó :
q
s
: ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (MPa).
N
: số đếm búa SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân cọc ( Búa/300mm)
Diện tích bề mặt cọc ở lớp 2 : A
s2
= 4.0,45.9 = 16,2 m
2
.
Diện tích bề mặt cọc ở lớp 4 : A
s4
= 4.0,45.14,5 = 26,1 m
2
.
9

4 37,0 222 21,5 1,8 22,2 0,0422 1,101
Tổng cộng ma sát bề mặt Q
s
1,276
b. Sức kháng mũi cọc:
Q
p
= q
p
.A
p
Trong đó :
A
p
: diện tich mũi cọc (mm
2
).
q
p
:sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
* Đối với đất dính :
q
p
= 9.S
u
S
u
:cường độ kháng cắt không thoát nước của sét gần chân cọc (MPa).
Lập Bảng:
Tên lớp Diện tích mũi

c
p l
N
q q
D
= ≤
Với :
orr 10
'
1,92
0,77log . .
c
N N
σ
 
 
=
 ÷
 
 
 
Trong đó :
N
corr
:số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ,σ' (Búa/300mm).
N :số đếm búa SPT đo được (Búa/300mm), lấy số SPT tại mũi cọc.
D : Chiều rộng hay đường kính cọc (mm).
Db : Chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm).
q
l

+
= ⇒ = = =
− + +
Tính cho lớp 4:
(4) (4) (4)
(4) (4) 3
(4)
.
26,6 0,89.10
18,78( / ).
1 1 0,89
h bh h n
bh
bh n
e
e kN m
e
γ γ γ γ
γ
γ γ
− +
+
= ⇒ = = =
− + +
Ta có
1 1 2 2 3 3 4 4
( ) . . .
x
h h h h h
σ γ γ γ γ

0,18
c
N
 
=
 
 
= 16,6 (Búa/300mm).
=>
0,038.16,6.14500
20,33
450
p
q
= =
(N/mm
2
) .
q
l
= 0,4.16,6 =6,64 (N/mm
2
) => q
p
> q
l
=> chọn q
p
= 6,64 (N/mm
2

2
).
♦ CHỌN SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MÓNG:
1.Tính số lượng cọc:
Số lượng cọc sơ bộ được tính theo công thức sau:
7097,8
96,1716
15409,19
≤===
tt
tt
c
P
N
n
Chọn số cọc thiết kế là n
c
= 28 cọc.
Trong đó:
n
c
: số cọc trong móng.
N
tt
: lực thẳng đứng ở trạng thái cường độ.
P
tt
: Sức kháng tính toán của cọc đơn.
2. Bố trí cọc trong móng:
a. Bố trí cọc trong móng

mặt dưới:
B= 3.1200
+ 2.500 =
4600mm.
L= 6.1200
+ 2.500 =
8200mm.
c. Tính thể tích bệ cọc:
3
. . 4,6.8,2.2,5 94,3( ).
b b
V B L H m
= = =
3. Chuyển tổ hợp tải trọng về đáy bệ:
3.1 Tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
-Tải trọng thẳng đứng ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
1
( ).
sd sd bt n b
N N V
γ γ
= + −
= 10727,36+ (24,5 – 10).94,3 = 12094,71 kN.
-Tải trọng ngang ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:
1
110 .
sd sd
H H kN
= =
-Mômen ở trạng thái giới hạn sử dụng theo phương ngang cầu:

-Mômen ở trạng thái giới hạn cường độ theo phương ngang cầu:
KNmhHMM
bcdcdcd
25,38625,2.5,1923381.
11
=+=+=
Bảng 2-3: Tổ hợp tải trong thiết kế tính đến MNTN tại cao độ đáy bệ:
Tên tải trọng Đơn vị Sử dụng Cường độ I
Tải trọng thẳng đứng kN 12094,71 17224,275
Tải trọng ngang kN 110 192,5
Mômen kN.m 2207 3862,25

♦ KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ I:
1.Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn:
Nmax=815,26 (kN)
b.Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn:
Nmax +
∆
N
≤
Ptt
Trong đó :
Ptt :Sức kháng tính toán chịu nén của cọc đơn
∆
N: Trọng lượng bản thân cọc
Nmax: Nội lực tác dụng lớn nhất lên 1 cọc.
Nmax +
∆
N=815,26+28.(24,5-10).
2

= 17528,015 kN.
Q
R
:Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc.

R
ϕ
: các hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc.
1g
ϕ
,
2g
ϕ
: Hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc trong đất dính, đất rời.
Q
g1
, Q
g2
: Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc trong đất dính,đất rời.
Q
g
:Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc,xác định như sau:
a.Đất dính:
Q
g1
= min (η.Tổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn; Sức kháng trụ tương
đương)= min (Q
1
;Q
2

  
●Xác định Q
1
:
15
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Tổng sức kháng của cọc đơn trong đất dính :
Q
s
= Q
s1
+ Q
s3
= 8,424 + 224,57 = 232,994 kN.
Vậy Q
1
= n.Q
s
.
η = 28.232,994.0,67 = 4370,97 kN.
● Xác định Q
2
:
Tính với lớp đất 1 và 3 sức kháng đỡ của phá hoại khối được xác định bằng công
thức:

2
(2 2 ). . . . .
u c u

=
S
u
=23,4 (kN/m
2
).
16
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
1
2
(2.4,05 2.7,65).0,2.23,4 109,512( )
lop
Q kN
⇒ = + =
Lớp 3:
Z = ((-11,2) – (-15,5)) = 4,3 m.
u
S
=
S
u
= 30,8 (kN/m
2
).
3
2
(2.4,05 2.7,65).4,3.30,8 3099,096( )
lop
Q kN

∑ = + = + =
● Mũi cọc đặt tại cao độ -30m của lớp số 4, Sức kháng mũi cọc của nhóm cọc:
. 28.1344,6 37648,8( )
p p
Q n Q kN
∑ = = =
Do đó : Q
g2
= 35,73 + 37648,8 = 37684,53 (kN).
Với φ
2
= 0,45.
Vậy sức kháng dọc trục của nhóm cọc :
Q
R
= 0,7. 3208,608 + 0,45.37684,53 = 19204,06 kN ≥ V
c
=
17528,015 kN => Đạt
yêu cầu.
♦ KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG:
1. Xác định độ lún ổn định:
a.Công thức xác định:
17
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
●Lún của móng cọc trong đất rời :
Sử dụng SPT :
orr
30. . .

 
Do lớp đất 1,2,3 là lớp đất yếu, lớp đất 4 là lớp đất tốt nên độ lún ổn định của kết
cấu móng được xác định theo móng tương đương, theo sơ đồ hình vẽ:
Ta co D
b
= 14,5m = 14500 mm. Móng tương đương nằm trong lớp đất 4 và cách
đỉnh lớp một khoảng
2
2.14500
9666,67 .
3 3
b
D
mm
= =
Trong đó :
ρ
: Độ lún của nhóm cọc (mm)
q : Áp lực móng tĩnh tác dụng tại 2D
b
/3 cho tại móng tương đương. Áp lực này
bằng với tải trọng tác dụng tại đỉnh của nhóm cọc được chia bởi diện tích móng
18
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
tương đương và không bao gồm trọng lượng của các cọc hoặc của đất giữa câc
cọc(MPa).
N
0
: Tải trọng thẳng đứng tại đáy bệ ở TTGHSD ,N

chiều ngang cầu + đường kính cọc:
B
tđ
= 3.1,2 + 0,45 = 4,05 m.
+ Chiều dài móng tương đương chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo
chiều dọc cầu + đường kính cọc:
L
tđ
=6.1,2 + 0,45 = 7,65 m.
Diện tích móng tương đương là S = B
tđ
. L
tđ
= 4,05.7,65 = 30,9825 m
2
.
Do đó
2 2
12094,71
390,372( / ) 0,390( / )
30,9825
q kN m N mm
= = =
.
▪ Tính N
corr
:
19
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc

1
+ h
2
+ h
3
+ [- 19,3 – (-32,717)]).γ
n
= ( 3,6 + 2,2 + 9 + 4,3 + 13,417).10 = 325,17 (kN/m
2
).
σ
v
=500,5-325,17 =175,33(KN/m
2
)=0,175(N/mm
2
)
)300/(82,1621
175.0
92.1
log77.0
10
mmBúaN
corr
=






'
0
n
i
i
h
dni
σ γ
=
=
∑
Trong đó :
= −
dn n
γ γ γ
: Trọng lượng đẩy nổi của các lớp đất
γ
: Trọng lượng riêng của các lớp đất
n
γ
: Trọng lượng riêng nước.
( )
3
n
10 kN / m
γ =
' 2
3 3
0 1 1
.

g
: Chiều rộng trên mặt bằng của nhóm cọc (Khoảng cách 2 mép cọc ngoài cùng)
L
g
: Chiều dài trên mặt bằng của nhóm cọc (Khoảng cách 2 mép cọc ngoài cùng)
Z
i
: Khoảng cách từ vị trí 2D
b
/3 đến trọng tâm lớp đất cần tính.
Từ các tính toán ở trên ta có :
( )
g
B 3 1.2 0,45 4,05 m
= × + =
( )
g
L 6 1.2 0,45 7.65 m
= × + =
21
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Ta có D
b
= 14,5 m =>
2
9,67
3
b
D

' 2
189( / )
p p
kN m
σ σ
= =
(đầu bài cho).
Ta thấy
' '
0 p
σ σ
<
=> đất quá cố kết ban đầu, công thức xác định độ lún là :

( )
' '
' '
0 0
.log .log
1
p f
c
c cr c
p
H
S C C
e
σ σ
σ σ
 

xét (MPa).
'
f
σ
: ứng suất thẳng đứng cuối cùng hữu hiệu trong đất tại điểm giữa của lớp đất
đang xét (MPa),
' '
0
'
f
σ σ σ
= + ∆
, với Δσ’ là thành phần ứng suất có hiệu do tải trọng
ngoài gây ra.
22
Đồ án Nền và Móng GV HD:Nguyễn Văn
Bắc
Tên
Lớp
Chiều
Dày
lớp đất
Chỉ số
nén lại
Chỉ số
nén
Áp lực
tiền cố
kết
Hệ số

’
(4)
e
0
(5)
σ
0
’
(6)
Δσ’
(7)
σ
f
’
(8)=(6)+(7)
S
ci
3 4,3 0,161 0,019 189 0,687 21,715 39,67 61,385 0,36
Tổng cộng 0,36
Vậy độ lún của móng đối với đất dính là : 0,36m.
2.Kiểm toán chuyển vị ngang của đỉnh cọc:
Điều kiệm
u = 30,26mm < 38 mm
Vậy thỏa mãn.
Trong đó u:là chuyển vị ngang của đỉnh cọc lấy từ kết quả tính nội lực cọc.
. ♦ CƯỜNG ĐỘ CỐT THÉP CHO BỆ CỌC VÀ BỆ CỌC TÍNH MỐI NỐI THI
CÔNG CỌC :
1 Tính và bố trí cốt thép dọc cho cọc:
Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán và bố trí cốt thép là chiều dài đúc cọc :
L

= × =
Trọng lượng bản thân cọc được xem như tải trọng phân bố đều trên cả chiều
dài đoạn cọc
( )
2
1
24.5 0.45 4.96 /
= × = × =
bt
q A kN m
γ
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :
Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là :

( )
( )
−
−
= = =
d d
max 1
ql (l 4.a)
4,96.10(10 4.2,2)
M 7,44 kN.m
8 8
a.2) Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc
Móc được đặt cách đầu cọc một đoạn
( )
= × = × =
d