PHẦN 3
NỀN MÓNG
PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG BÈ TRÊN NỀN
THIÊN NHIÊN

I. PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
I.1-CHỌN NỘI LỰC TÍNH TOÁN :
Căn cứ vào nội lực tìm được sau khi tổ hợp ta phân mặt bằng móng ra thành 2 loại móng
đại diện với nội lực như sau:
Móng M1: Tại các cột biên A,D
Móng M2: Tại các chân cột giữa B,C

Giá trị nội lực dùng để tính toán
MÓNG N
TT

(T)
M
TT

(Tm)
Q
TT

m
tt
B
Q
*
*2
γ
= 0.7*tg29
o
46 * 0.922=0.37m
- Vậy chọn chiều sâu chôn móng h = 2m thỏa điều kiện:h
m
= 2m > 0.37m

I.2. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC :
- Chọn cọc có đường kính d = 800mm
- Bêtông mác 300: R
n
= 130 Kg/cm
2
-Thép chịu lực CIII: R
a
= 3400 kg/cm
2

-Chọn chiều sâu chôn móng H
m
= 2 m
-Chiều dài cọc từ MĐTN đến mũi cọc 20(m);đọan cọc ngàm vào đài 0.2(m),đoạn
thép đầu cọc 0.8(m).

I
: Sức chống tính toán của lớp đất thứ i của nền lên mặt hông của cọc.
l
i
: Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông của cọc.
R: Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc (trường hợp thi công hạ ống có moi
đất bên trong ống ra) đực xác định theo công thức:
R = 0,75 β(γ I’D A
o
k
+ α γ
I
h B
o
k
) (2)
Trong đó:
+ D = 0.8
m
là đường kính cọc ta có :
+ h : Chiều sâu tính từ mũi cọc đến đáy đài :
Chọn mũi cọc đặt ở độ sâu 20
m
cách mặt đất tự nhiên :
→ h = 20 – 2 = 18
m
.

+Với
'0

+γ
I
: Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên mũi cọc (T/m
3
)
• Tính γ
I
:
Lớp 1(4m): Theo số liệu địa chất ta có:
∆ = 2.68
ε =0.57
γ =2.02 (T/m
3
)
Lớp 2: (8m)
∆ = 2.69
ε =0.57
γ =2.06 (T/m
3
)
Lớp 3:
∆ = 2.68
ε =0.56
γ =2.044 (T/m
3
)
Thay vào (*) ta có:

)/(05.2
18

1
= 2m; z
2
= 3
m
; Độ sệt B=0.22
→
f
1
= 5.28
T m/
2

+ Lớp 2: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
=2m; z
1
= 5
m
; Độ sệt B=0.084
→
f
1
= 5.6
T m/
2

+ Lớp 3: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h

h
5
= 2m; z
1
= 11
m
; Độ sệt B = 0,084
→
f
1
= 6.64
T m/
2

+ Lớp 6: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
6
= 2m; z
1
= 13
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 5.9
T m/
2

+ Lớp 7: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu

Với :
. L
i
: chiều dày lớp thứ i .
. h
i
: độ sâu từ mặt đất tự nhiên đến trọng tâm lớp đất i .
*Vậy sức chịu tải của cọc là:
φ

= m (m
R
RF
+ u m
fi
i=1
n
f l
i i
∑
)
= 1(1 x 106.71 x 0.502 + 2.512 x 0,6 ( 5.28 x 2 + 5.6 x 2 +6 x 2 + 6.35 x2
+6.64 x 2 +5.9 x 2 +6.15 x2 +6.39x2)) = 199.19 (T) .
*Vậy sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền là:

P = (φ / k) = 199.19 /1.4 = 142.28 (T)

2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền.
Chiều dài cọc l = 20m, d = 0.8m
Sức chịu tải được xác định theo công thức

+ Công thức để xác định P
p

P
p
= F
p
* q
p

F
p
: diện tích tiết diện ngang dưới mũi cọc
q
p
=pR
2
(1.3 * C *N
c
+
γ
*D * N
q
+ 0.6
γ
γ N*R*
p
)
trong đó:
C = 0.564 lực dính của lớp đất dưới mũi cọc

q
p
= 3.14*(0.8)
2
(1.3*22.554*0.564+0.926*10.86*+0.6*0.926*0.4*19.7=696.44 T
Q
p
= 0.5024*696.44 =349.89 T
Công thức để xác định Q
s
= u
isi
hfΣ

Công thức tính ma sát bên đơn vị tác dụng lên cọc được xác định
f
si
, C
a
,
ah
tg,' ϕσ

Trong đó:
C
a
: lực dính giữa thân cọc và đất lấy C
a
= C
I

= (1-sin
ϕ
) áp lực ngang của đất ở trạng thái tĩnh
)/(53.12929.1*5.6'
2
)7(
mT
mzvp
==
=
σ

)/(634.2053.12013.1*8'
2
)15(
mT
mzvp
=+=
=
σ

)/(892.31634.20866.0*13'
2
)22(
mT
mzvp
=+=
=
σ


Ta có bảng tính như sau:

Z h
si
C
a
ϕ

K
s
'
v
σ

f
si
Q
si
6.5 6.5 0.624 29
0
15’ 0.42 12.53 3.518 57.45
14.5 8 0.056 25
0
25’ 0.57 20.634 5.584 112.21
27.5 13 0.078 26
0
30’ 0.55 31.892 8.743 285.51
30 3.5 0.062 29
0
24’ 0.51 35.133 9.917 87.19

a
,Q’
a
) = 299.88 ( I.3-TÍNH MÓNG M1:
I.3.1. Sơ bộ xác định kích thước đài cọc, số lượng cọc và bố trí cọc:
- Số lượng cọc cần thiết là:
3.2
28.142
68.278
2,12,1 ==≥ x
Pc
N
xn
TT
c

=> Chọn số lượng cọc là 2 cọc

- Chọn đài và bố trí cọc như hình vẽ trên
F
đ
= 4.32 m
2

- Chọn chiều sâu chôn đài là 2 m
- Nên trọng lượng đài cọc và đất phủ trên đài là:


max
max
i
tt
tt
x
xM
n
QN
P
Σ
+
+
=

=
)(28.142)(1.150
)2.12(
2.194.2
2
1968.278
2
TPT
ñ
=<=
×
×
+
+

3.3. Kiểm tra khả năng chịu tải của nền đất dưới mũi cọc :
* Xác định kích thước khối móng qui ước :

'1120
15
550238241921415
.5023;2419;1415
1
0
3
0
2
0
1
o
ooo
b
xx
=
++×
=→
===
ϕ
ϕϕϕ

→ Góc truyền lực: ∝

'035

14.32
3
2
mxVc ==
.
Thể tích phần kết cấu và móng trên cọc là:
).(32.46.312.1
3
mxxV
m
==

→ Thể tích bê tông:
).(42.24
3
mVVV
mcb
=+=

→ Thể tích đất:
)(08.65042.242013.773.4
3
1
mxxV =−=

Trọng lượng thể tích trung bình của đất là :
)(046.2
684
044.2606.2802.24
3

15,1
T
N
N
tt
tc
==)(56.2
15,1
2.94
15,1
T
M
M
tt
tc
===)(49.1
15,1
1.71
15,1
T
Q
Q
tt
tc

×
+
=

W
x
: momen khang1 uốn(bl
2
/6)
).(93.74
2
max
m
T
=→
σ).(853.74
2
min
m
T
=
σ).(89.74
2
m

+
→= '50233
0
ϕ
tra bảng: A = 0.69 ; B = 3.76 ; D = 6.31 .
+ b = 4.73
m
: bề rộng khối móng qui ước .
+ h = 20
m
: Độ sâu tính đến mũi cọc .
+
3
3
044.2
m
T
=
γ
.
+
3
,
046.2
m
T
tb
=
γ
.

T
xR
m
T
tc
=<=
σ

0853.74
min
>=
σ

)(97.200)(89.74
22
m
T
R
m
T
tctb
=<=
σ

→ Thỏa điều kiện để tính lún
I.3.4. Tính lún:
+ Dùng phương pháp cộng lún từng lớp
+ Chia đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dày h
i
= 1 m


β = 0.8 ( lấy cho tất cả các loại đất)

KẾT QUẢ TÍNH LÚN CỦA MÓNG M1
Độ sâu
Z
i
(m)
m
b
z2

m
m
B
L

k
o
E
o

(T/m
2
)
σ
z
= k
o
p

i
= 0.71 cm < S
gh
= 8 cm
I.3.5. Tính toán đài cọc:
+ Chiều cao đài chọn h = 1m
• Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài cọc:
- Cột có kích thước(0.3x0.7)m , h
o
= 0.86 m
=> u
xt
= (0.3+0.7)*2 + 0.86 * 8 = 8.88 m
- Lực xuyên thủng là tông các lực trung bình tác dụng lên đầu cọc ngoài phạm vi
xuyên thủng.
P
xt
= 2 P
tb
= 2 * 74.89 = 149.78 (T)
- Điều kiện xuyên thủng:
P
xt
<= 0.75 * R
k
* u
xt
* h
o
= 0.75*100*8.88*0.86=572.76

Thép AII, R
a
=2800 (Kg/cm
2
)
a/ Thép theo phương dài:
M = ΣP
max
= 74.93 × 1.2 = 89.92 (T)
* Ta tính được
F
a
= 41.49 cm
2
, chọn 22φ16 Fa=44.24 cm
2
(φ16a160)
b/ Thép theo phương ngắn:
Momen do phản lực của cọc tác dụng trở lại(diện tích cọc lớn hơn so với diện tích
cột)
M = P
max
*S
1
+ P
min
*S
2
= 74.93*0.2 +74.85*0.2 = 29.96 Tm
* Ta tính được

TT

(Tm)
Q
TT

(T)
N
TC

(T)
M
TC

(Tm)
Q
TC

(T)
M
B
357.78 18.06 3.84 311.11 15.7 3.34
M
C
357.78 18.06 8.36 311.11 15.7 7.27
M 715.56 36.12 12.2 622.23 31.41 10.61

I.2. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC :
- Chọn cọc có đường kính d = 800mm
- Bêtông mác 300: R

φ: Sức chịu tải của cọc nhồi theo đất nền
m = 1 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc khoan nhồi .
m
R
= 1 : hệ số điều kiện của đất , kể đến phương pháp thi công cọc .
m
f
: hệ số điều kiện của đất, ở mặt hông của cọc nhồi (tra bảng 5 trang 38- 20 TCN
21-86).
→ Lấy m
f
= 0,6 .
f
I
: Sức chống tính toán của lớp đất thứ i của nền lên mặt hông của cọc.
l
i
: Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông của cọc.
R: Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc (trường hợp thi công hạ ống có moi
đất bên trong ống ra) đực xác định theo công thức:
R = 0,75 β(γ I’D A
o
k
+ α γ
I
h B
o
k
) (2)
Trong đó:

==
=Β
=Α
βα
k
R

+γ
I
’
: Trọng lượng thể tích đất trong nền cọc nhồi (T/m
3
)
+γ
I
: Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên mũi cọc
(T/m
3
)
• Tính γ
I
:

Lớp 1(4m): Theo số liệu địa chất ta có:
∆ = 2.68
ε =0.57
γ =2.02 (T/m
3
)
Lớp 2: (8m)

2
/4= π . 0,8
2
/4= 0.502 (m
2
) : Diện tích tiết diện ngang cọc.
u : Chu vi tiết diện cọc u = π . D = π . 0.8 = 2.513
m
.

* Tính l
i
, f
i
+ Lớp1: Sét pha cát, nâu đỏ nâu vàng xám trắng,có chỗ lẫn sạn Laterite
h
2
= 2m; z
2
= 3
m
; Độ sệt B=0.22
→
f
1
= 5.28
T m/
2

+ Lớp 2: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu

h
2
= 2m; z
1
= 9
m
; Độ sệt B = 0,084 .
→
f
1
= 6.35
T m/
2

+ Lớp 5: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
= 2m; z
1
= 11
m
; Độ sệt B = 0,084
→
f
1
= 6.64
T m/
2

+ Lớp 6: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu

+ Lớp 8: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
= 2m; z
1
=17
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 6.39
T m/
2

+ Lớp 9: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu
h
2
= 2m; z
1
=19
m
; Độ sệt B = 0,25
→
f
1
= 6.27
T m/
2


fi
i=1
n
f l
i i
∑
)
= 1(1 x 118.03 x 0.502 + 2.512 x 0,6 ( 5.28 x 2 + 5.6 x 2 +6 x 2 + 6.35 x2 +6.64
x 2 +5.9 x 2 +6.15 x2 +6.39x2+6.27*2+7.23*2)) = 245.57 (T) .
*Vậy sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền là:

P = (φ / k) = 245.57 /1.4 = 175.41 (T)

I.2.2. Theo điều kiện vật liệu:
P
v
= m
1
(m
2
R
b
F + R
a
F
a
)
Với :
+
m

c
= φ = 175.41 (T)

I.3-TÍNH MÓNG M(4-B; 4-C):
I.3.1. Sơ bộ xác định kích thước đài cọc, số lượng cọc và bố trí cọc:
Số lượng cọc cần thiết là:
71.5
41.175
56.715
4,14,1 ==≥ x
Pc
N
xn
TT
c

=> Chọn số lượng cọc là 6 cọc
Chọn đài và bố trí cọc như hình vẽ trên
F
đ
= 21.6m
2

Chọn chiều sâu chôn đài là 2 m
Nên trọng lượng đài cọc và đất phủ trên đài là:
== hnFQ
tbññ
γ
1,1×21.6×2×2 = 95.04 (T)


tt
x
xM
n
QN
P

+
+
=
.
Trong ú:
M
tt
=
Qh
x
+
=36.12 + 2ì12.2 = 60.52 (Tm)

2
i
tttt
x
xM
n
QN
P

+

2
0
1
o
ooo
b
xx
=
++ì
=
===



Gúc truyn lc:
'035
4
0
==
tb



+ Bề rộng móng khối qui ước là :
mtgxxtgLbb
cm
13.7'0352026.32
0
=+=××+=
α

tt
0.00
1200 800
* Xác định trọng lượng móng khối qui ước :
Thể tích cọc :
)(29.6020
4
8.0
14.36
3
2
mxVc ==
.
Thể tích phần kết cấu và móng trên cọc là:
).(1.283.16.36
3
mxxV
m
==

→ Thể tích bê tông:
).(39.88
3
mVVV
mcb
=+=

→ Thể tích đất:
)(5.140639.882253.913.7
3

1
TVVQ
tbbbm
=×+×=+=
γγ)(23.622
15,1
T
N
N
tt
tc
==)(41.31
15,1
2.94
15,1
T
M
M
tt
tc
===)(61.10


2
53.913.7
641.31
53.913.7
57.305623.622
x
x
x
±
+
=

W
x
: momen kháng uốn(bl
2
/6)
).(43.54
2
max
m
T
=→
σ).(85.53
2
min

+ m
2
= 1 : Hệ số điều kiện làm việc liên quan đến sự tác động qua lại giữa nền và
công trình .
+
K
tc
= 1 : Hệ số tin cậy của các đặc trưng tính toán của đất.
+
→= '50233
0
ϕ
tra bảng: A = 0.69 ; B = 3.76 ; D = 6.31 .
+ b = 7.13
m
: bề rộng khối móng qui ước .
+ h = 22
m
: Độ sâu tính đến mũi cọc .
+
3
3
044.2
m
T
=
γ
.
+
3

tc
=++=→
.
Kiểm tra:
)(18.2682,1)(43.54
22
max
m
T
xR
m
T
tc
=<=
σ

085.53
min
>=
σ

)(49.223)(14.54
22
m
T
R
m
T
tctb
=<=

)
+ Độ lún ổn định:
S=
ii
oi
i
h
E
σ
β
∑

β = 0.8 ( lấy cho tất cả các loại đất)
KẾT QUẢ TÍNH LÚN CỦA MÓNG M1
Độ sâu
Z
i
(m)
m
B
z2

m
m
B
L


20 0 1.34 1.000 718.9 9.14 45 0.51 9
20.5 0.14 1.34 0.99 718.9 9.05 46.022 0.5 9.2
21 0.28 1.34 0.98 718.9 8.96 47.044 0.49 9.41
ΣS
i
=
1.5 cm

Ta thấy độ lún tổng cộng ΣS
i
= 1.5cm < S
gh
= 8 cm
Q
tt
Q
tt
N
tt
O
M
tt
O
O
N
tt
M
tt
0.00
36.82

= 6 P
tb
= 6 * 54.14 =324.84 (T)
- Điều kiện xuyên thủng:
P
xt
=324.84 (T)

<= 0.75 * R
k
* u
xt
* h
o
= 0.75*100*7.54*1.06=599.43(T)
P
xt
= 324.84 (T) < 599.43 (T)
=>Vậy với chiều cao đài 1,2 m thỏa điều kiện chọc thủng của đài.
+ Xem đài cọc làm việc như dầm liên tục có các lực tập trung truyền xuốg là lực do cọc
truyền vào.
+ Moment theo phương cạnh dài(giải như dầm liên tục): M = 289.9 (Tm)
+ Lớp bê tông bảo vệ dày: 7cm
Tính cốt thép:
oa
a
hR
M
F
××

2
, chọn 37φ25 Fa=181.63cm
2
(φ25a100)

I.3.6 Kiểm tra cọc chịu tải ngang
Tải trọng truyền xuống móng bao gồm:
Q
TC
= Q
TT
/1.15 (T); N
TC
= N
TT
/1.15 (T) ; M
TC
= M
TT
/1.15 (Tm)

LOẠI Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn
Q (T) 12.2 10.61
N (T) 715.56 622.23
M
1

M

(Tm) 36.12 31.41

T
Q
tt
==

Q
tc
k
=
)(77.1
6
61.10
6
T
Q
tc
==

- Lực đứng N
k
tác dụng chỉ do tải trọng N
0
, M
0
gây ra
- Tải trọng lớn nhất tác dụng vào đầu cọc:
N
tt
k
= P

FKFK
K =
+
+
=
+
+
=

- Chiều dài ảnh hưởng của cọc đến độ sâu 3.6 m, nằm trong 2 lớp:
* Lớp đất 1 : Sét pha cát
g
II
=2.02Tm
2
,ϕ
II
=15
o
.14,C
II
=0.636
F =
2
44.12
2
)44.01(
mx =
+


= 2 * (0.8+1) (m) =3.6 m
d: Đường kính cọc; d = 0.8 (m)
b
c
:Bề rộng quy ước của cọc : b
c
= 0.8+1=1.8 m
E
b
:Mođun đàn hồi của bê tông cọc khi nén và khi kéo:290X10
4
T/m
2

J :Momen quán tính tiết diện ngang cọc(pr
4
/4)=0.02
- Biểu đồ hiển thị mức độ ảnh hưởng của các lớp đất trong phạm vi làm việc đến
chiều dài của các lớp đất:

Q
O
tt
tt
M
O
LÔÙP 1
LÔÙP 2
LÔÙP3
L


⇒
b
c
= 0.8 + 1 = 1.8 m
E
b
: Mô đun đàn hồi của bê tông, E
b
= 294*10
4
(T/m
2
)

⇒
Hệ số biến dạng:
α
bd
=
44.0
02.0*10*290
8.1*69.522
5
4
=
(m
-1
)
- Chiều sâu tính đổi phần cọc hạ trong đất:

: chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đế đài
u
o
= Q
tt
k
* δ
HH
+ M
tt
f
* δ
HM

Trong đó:
Q
tt
k
: giá trị tính toán của lực cắt ở cọc thứ k
M
tt
f
: giá trị tính toán momen ngàm ở đầu cọc
δ
HH
, δ
HM
: là các chuyển vị ngang ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn
vị M
O

bd
HM
B
IE
*
**α
1
δ
2
=O
bbd
MM
C
IE
*
**α
1
δ =

Trong đó A
o
, B
o
, C
o
phụ thuộc vào L
c

Tm
MH
−
==⇒)/(10*69.0751.1*
02.0*10*290*44.0
1
δ
4
4
Tm
MM
−
==⇒ *
).(24.4
10*69.0
03.2*10*44.1
*
4
4
mT
Q
M
MM
tt

– 4.24 * 1.44*10
-4
= 3.92*10
-4
(m) =0.000392 m
=> 0. 0392(cm) < 1 (cm)
- Chuyển vị của cọc ở đáy đài:
∆
n
= u
o
+ j
o
* L
o
+
IE
LH
b
o
**3
*
3
(L
0
= 0; j
o
= 0)
= 0.0392 (cm)
Ta có ∆

2
bd
tt
k
1
bd
O
1oe
bd
D
I*E*
Q
C
I*E*
M
B*A*uz
K
αα
α

M
z
= α
2
bd
* E
b
* I * u
0
* A