Thiết kế chung cư cao tầng Tân Minh

ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH I.Caáu taïo ñòa chaát. Khoái löôïng hoá khoan khaûo saùt laø hai hoá, ta kyù hieäu HK1 vaø HK2 caùch nhau 30m. Moãi hoá khoan saâu 40m so vôùi maët ñaát töï nhieân. SÔ ÑOÀ VÒ TRÍ HAI HOÁ KHOAN THAÊM DOØ ÑÒA CHAÁT Quaù trình khoan, cöù moãi 2m ta tieán haønh laáy maãu nguyeân daïng ñeå ñöa vaøo phoøng thí nghieäm.Keát quaû phaân tích cho ta caùc chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát khu xaây döïng nhö sau: 1.Lôùp ñaát soá 1: Ñaây laø lôùp ñaát maët daøy khoaûng 1m, nhieàu taïp chaát, raùc thaân caây vaø coù laãn xaø baàn. Lôùp ñaát naøy seõ ñöôïc boùc boû, neân khoâng caàn khaûo saùt. 2. Lôùp ñaát soá 2: Laø lôùp buøn seùt, coù maøu xaùm ñen söùc chòu taûi raát keùm. Lôùp naøy coù beà daøy 0.8m vaø cuõng seõ ñöôïc boùc boû khi xaây döïng coâng trình.Taïi thôøi ñieåm khaûo saùt ta thaáy möïc nöôùc ngaàm xuaát hieän vaø oån ñònh ôû ñoä saâu vaøo khoaûng -1.2m ôû HK1 vaø -1.25m ôû HK2. 3. Lôùp ñaát soá 3: Laø lôùp seùt deûo meàm, coù beà daøy vaøo khoaûng 2.5m ôû caû hai hoá khoan: Ñoä aåm: W= 26.4% Dung troïng töï nhieân: = 1.97(T/m) Dung troïng khoâ: = 1.56(T/m) Dung troïng ñaåy noåi: = 0.982(T/m) Tyû troïng haït: = 2.70 Heä soá roãng: = 0.732 Goùc ma saùt trong: = 930’ Löïc dính ñôn vò: c = 0.175 (kG/cm) Modul bieán daïng: E= 27.8 (kG/cm) 4. Lôùp ñaát soá 4: Laø lôùp ñaát seùt pha deûo meàm, coù khi hôi aåm öôùt. Vôùi beà daøy khoaûng 6.5m, khaû naêng chòu löïc keùm: Ñoä aåm: W= 27.61% Dung troïng töï nhieân: = 1.93(T/m) Dung troïng khoâ: = 1.51(T/m) Dung troïng ñaåy noåi: = 0.948(T/m) Tyû troïng haït: = 2.68 Heä soá roãng: = 0.772 Goùc ma saùt trong: = 1235’ Löïc dính ñôn vò: c = 0.139 (kG/cm) Modul bieán daïng: E= 36.1 (kG/cm) 5. Lôùp ñaát soá 5: Laø lôùp ñaát caùt pha, coù tính meàm deûo.Beà daøy lôùp ñaát naøy khoaûng 8m. Ñoä aåm: W= 22.63% Dung troïng töï nhieân: = 1.92(T/m) Dung troïng khoâ: = 1.57(T/m) Dung troïng ñaåy noåi: = 0.981(T/m) Tyû troïng haït: = 2.68 Heä soá roãng: = 0.712 Goùc ma saùt trong: = 1850’ Löïc dính ñôn vò: c = 0.095 (kG/cm) Modul bieán daïng: E= 54.3 (kG/cm) 6. Lôùp ñaát soá 6: Laø lôùp ñaát caùt côû haït trung bình, ñoä chaët vöøa.Ñaây laø lôùp ñaát toát, thaønh phaàn ít thay ñoåi vaø beà daøy lôùn vöôït qua chieàu saâu cuûa hoá khoan: Ñoä aåm: W= 16.38% Dung troïng töï nhieân: = 1.96(T/m) Dung troïng khoâ: = 1.68(T/m) Dung troïng ñaåy noåi: = 1.052(T/m) Tyû troïng haït: = 2.66 Heä soá roãng: = 0.578 Goùc ma saùt trong: = 2830’ Löïc dính ñôn vò: c = 0.024 (kG/cm) Modul bieán daïng: E= 95.5 (kG/cm) II. Tieâu chuaån ñaùnh giaù: Nhöõng tính chaát cô lyù cuûa ñaát ñöôïc ñaùnh giaù treân Tieâu Chuaån Xaây Döïng cuûa Myõ ASTM vaø phaân loaïi theo moät heä thoáng phaân loaïi thoáng nhaát ñaõ ñöôïc tieâu chuaån hoùa moät caùch chaët cheõ. III. Baûng thoáng keâ chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát: Lôùp Chieàu daøy (m) W (%) (T/m) (T/m) (T/m) (%) (ñoä) c (kG/cm) E (kG/cm) 1 1 - - - - - - - - - 2 0.8 - - - - - - - - - 3 2.5 26.40 1.97 1.56 0.98 2.70 0.73 9 0.175 27.8 4 6.5 27.61 1.93 1.51 0.95 2.68 0.77 12 0.139 36.1 5 8 22.63 1.92 1.57 0.98 2.68 0.71 18 0.095 54.3 6 daøy 16.38 1.96 1.68 1.05 2.66 0.58 28 0.024 95.5 Ñoä saâu Lôùp ñaát soá 1 Lôùp ñaát soá 2 Lôùp ñaát soá 3 Lôùp ñaát soá 4 Lôùp ñaát soá 5 Lôùp ñaát soá 6 MAËT CAÉT ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH IV. Khaùi quaùt veà phöông aùn moùng: Moùng laø boä phaän keùo daøi cuûa coâng trình, noù coù nhieäm vuï tieáp nhaän vaø truyeàn taûi troïng töø beân treân coâng trình xuoáng ñaát neàn. Ñoái vôùi nhaø cao taàng, giaûi phaùp moùng phuø hôïp laø raát quan troïng vì moùng coøn coù nhieäm vuï giuùp cho coâng trình oån ñònh trong quaù trình xaây döïng vaø söû duïng sau naøy. Maëc duø giaûi phaùp moùng coïc coù giaù thaønh ñaét hôn moùng noâng nhöng noù ñöôïc öùng duïng moät caùch khaù roäng raõi trong caùc coâng trình nhaø cao taàng hieän nay vôùi nhöõng lyù do sau: 1. Khi nhöõng lôùp ñaát beân treân, eùp co lôùn vaø quaù yeáu ñeå coù theå choáng ñôõ taûi troïng cuûa keát caáu coâng trình truyeàn cho. Trong tröôøng hôïp naøy coïc phaùt huy taùc duïng khaù roõ reät noù truyeàn ñöôïc taûi troïng xuoáng lôùp ñaù goác hay lôùp ñaát chaéc naèm ôû döôùi hoaëc tôùi caùc lôùp ñaát ôû xung quanh coïc nhôø söùc khaùng ma saùt thaønh beân giöõa coïc vaø ñaát. 2. Khi chòu taûi troïng naèm ngang, moùng coïc coù theå choáng uoán khi ñang choáng ñôõ taûi troïng thaúng ñöùng cuûa coâng trình. Tröôøng hôïp naøy thöôøng thaáy ôû caùc coâng trình chaén ñaát hay nhaø cao taàng chòu taûi ngang cuûa gioù hoaëc ñoäng ñaát. 3. Nhöõng coâng trình ñöôïc xaây döïng treân phaàn ñaát tröông nôû hay suït lôû coù khaû naêng thay ñoåi theå tích khi ñoä aåm thay ñoåi. AÙùp löïc tröông nôû coù theå raát cao neân duøng moùng noâng raát khoâng an toaøn, vì vaäy moùng coïc ñöôïc duøng ñeå vöôït qua lôùp ñaát tröông nôû. 4. Trong vuøng coù nöôùc ngaàm, moùng coù theå bò aùp löïc ñaåy ngöôïc cuûa nöôùc cho neân moùng coïc ñöôïc aùp duïng ñeå traùnh hieän töôïng naøy. 5. Moät soá tröôøng hôïp trong loøng ñaát coù maïch nöôùc ngaàm chaûy thaønh doøng gaây xoaùy moøn neàn ñaát, moùng coïc seõ giuùp coâng trình ñöôïc oå ñònh hôn, khoâng aûnh höôûng bôûi söï xoaùy moøn trong moät giai ñoaïn naøo ñoù. 6. Ñoä choân saâu cuûa moùng coïc xuoáng loøng ñaát, giuùp coâng trình caân baèng vaø oån ñònh hôn nhaát laø khi chòu aùp löïc ngang cuûa gioù. Vôùi nhöõng öu ñieåm treân maø moùng coïc BTCT ñöôïc choïn cho coâng trình ta ñang thieát keá.Theá nhöng moùng coïc BTCT ñöôïc haï xuoáng loøng ñaát baèng nhieàu phöông phaùp khaùc nhau, coù ba daïng thi coâng tieâu bieåu ñoù laø moùng coïc eùp , moùng coïc khoan nhoài vaø moùng coïc baret vôùi nhöõng öu- khuyeát ñieåm raát taùch bieät.Trong ñoù coïc baret giaù thaønh raát cao neân ta khoâng baøn ñeán maø chæ laàn löôït xeùt hai loaïi moùng coïc coøn laïi. PHÖÔNG AÙN MOÙNG COÏC EÙP. 1.Öu khuyeát ñieåm cuûa moùng coïc eùp: 1.1. Öu ñieåm: Coïc eùp ñöôïc cheá taïo saün ôû nhaø maùy neân coù theå töï ñoäng hoùa, giaù thaønh reû , ruùt ngaén thôøi gian thi coâng moùng. Coïc ñöôïc ñuùc thaønh töøng nguyeân ñôn vôùi chieàu daøi thích hôïp theo yeâu caàu kyõ thuaät vaø ñieàu kieän vaän chuyeån,sau ñoù coïc ñöôïc noái laïi baèng phöông phaùp haøn trong quaù trình eùp vaøo loøng ñaát.So vôùi coïc khoan nhoài thì coïc eùp thi coâng nhanh vaø ñôn giaûn hôn do ñoù giaù thaønh haï hôn nhöng coïc eùp laøm troài ñaát gaây aûnh höôûng ñeán caùc coâng trình laân caän neân quaù trình thi coâng coïc eùp phaûi tuaân theo moät qui trình raát nghieâm ngaët nhaèm haïn cheá thieät haïi ñeán möùc coù theå. Coïc eùp khoâng gaây chaán ñoäng , khoâng aûnh höôûng xaáu ñeán moâi tröôøng. Khaû naêng chòu löïc khaù lôùn do hieän töôïng laøm chaët ñaát khi eùp coïc. 1.2. Khuyeát ñieåm: Ñoái vôùi nhöõng coâng trình lôùn, cao taàng ñoâi khi ngöôøi ta phaûi taêng tieát dieän coïc vaø nhö vaäy maùy eùp coïc phaûi coù coâng suaát lôùn daãn ñeán chi phí xaây döïng taêng cao. Quaù trình eùp coïc khoâng phaûi luùc naøo cuõng thuaän lôïi laém khi ñuïng phaûi ñaù cuoäi hay lôùp ñaát quaù cöùng laøm gaõy coïc vaø quaù trình eùp coïc laø heát söùc khoù khaên. 2. Phaân loaïi moùng: Coâng trình cuûa ta coù 5 loaïi moùng sau: M1 laø loaïi moùng naèm giöõa coâng trình, noù nhaän taûi töø boán phía truyeàn vaøo ñoàng thôøi truïc tieáp choáng ñôõ coät hoà nöôùc maùi. M2 laø moùng bieân nhòp 8m, nhaän taûi töø hai phía. M3 cuõng laø moùng bieân , nhòp 6.5m vaø nhaän taûi troïng töø hai phía. M4 laø moùng naèm ôû goùc vaø tieáp nhaän taûi töø moät phía. M5 laø moùng giöõa gioáng nhö M1 nhöng noù khoâng coù nhaän taûi cuûa hoà nöôùc maùi. Trong phaïm vi ñoà aùn ta chæ thieát keá moùng M1 vaø M2 cuûa khung truïc 4. MAËT BAÈNG VAØ PHAÂN LOAÏI MOÙNG 3. TÍNH MOÙNG M1 : 3.1 Taûi troïng truyeàn leân moùng M1: Keát quaû phaân tích baèng SAP 2000 cho ta noäi löïc taïi chaân coät truyeàn xuoáng moùng M1 nhö sau: Choïn 3 caëp noäi löïc nguy hieåm. Caëp soá 1: N, M,Q. Caëp soá 2: M, N, Q. Caëp soá 3:M, N, Q. Laáy heä soá vöôït taûi n = 1.15è noäi löïc tính toaùn vaø tieâu chuaån ñöôïc thoáng keâ ôû baûng sau: Baûng toång hôïp noäi löïc Vò trí Loaïi taûi M (Tm) N (T) Q (T) M (Tm) N (T) Q (T) N (T) M (Tm) Q (T) Coät C4 (M1) Tieâu chuaån 76.47 950 15 -71.17 950 -13 950 76.47 15 Tính toaùn 87.94 1092.35 17.23 -81.84 1092.35 -14.71 1092.35 87.94 17.23 Coät D4 (M2) Tieâu chuaån 24.08 431.17 9.27 -14.12 341.17 0.37 341.17 24.08 9.27 Tính toaùn 27.69 495.84 10.66 -16.24 495.84 0.42 495.84 27.69 10.66 3.2 Choïn chieàu saâu choân moùng h: Ta choïn chieàu saâu choân moùng sao cho thoûa maõn ñieàu kieän moùng coïc ñaøi thaáp, coù nghóa laø P. Trong ñoù: Plaø aùp löïc bò ñoäng cuûa ñaát( ñaõ boû qua löïc dính c) H laø löïc xoâ ngang ñaàu coïc , noù chính laø löïc caét chaân coät Q Ñieàu kieän moùng coïc ñaøi thaáp: Giaû söû ñaøi coïc ñöôïc choân vaøo lôùp ñaát soá 3. h> h= 0.7** tg(45-). Vôùi: Q= 15T;; Vaø neáu choïn beà roäng ñaøi coïc B= 2m thì : h= 0.7** tg(45-) = 2.23m. Choïn h= 2.6m. Nhö vaäy cao trình maët moùng laø -3.8 m so vôùi maët neàn coâng trình. 3.3 Caùc thoâng soá cuûa coïc: - Choïn chieàu daøi coïc sao cho coïc caám saâu vaøo trong lôùp daát soá 6 moät ñoaïn ñuû daøi, coù theå laáy l= 30m. Trong ñoù 0.7m ngaøm chaët vaøo ñaøi. - Nhö vaäy coïc choân saâu vaøo lôùp ñaát soá 6 moät ñoaïn laø 15.5m vaø xem nhö ngaøm, è phaàn coïc töï do chính laø chieàu daøi cuûa coïc. Vaäy chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc: l= 0.5H=0.5x13.1 = 6.55m Ñoä maûnh cuûa coïc == 31èb= 21.13cm Choïn beà roäng coïc b= 40cm. Dieän tích maët caét ngang thaân coïc : A= 40*40= 1600 cm Vaät lieäu laøm coïc : Beâ toâng maùc 300 coù R= 130 (kG/cm); R= 10(kG/cm). Theùp chòu löïc:Caên cöù vaøo haøm löôïng coát theùp hôïp lyùcho coïc 1% è Dieän tích coát theùp caàn boá trí laø A= 0.01*1600 16 cmtöùc 422.Vaäy A= 15.2 cm.Choïn theùp CII : R= R= 2600 (kG/cm); E= 2100000(kG/cm). Theùp ñai 6 coù R= 2100(kG/cm) vaø f= 0.57 cm. 3.4 Tính söùc chòu taûi cuûa coïc: 3.4.1 Söùc chòu taûi theo vaät lieäu cheá taïo coïc: P= x(R* A+ R* A) Trong ñoù: laø heä soá uoán doïc cuûa coïc. Tính : Töø == =16.34 Tra baûng phuï luïc 8 saùch Keát Caáu Beâ toâng Coát Theùp cuûa TS. Trònh Kim Ñaïm vaø noäi suy ta coù = 0.883. è P= x(RxA+RxA)= 0.883x(130*1600+2600*18.85) = 227(T). 3.4.2 söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn: Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn Q: Q= Q+ Q Trong ñoù: Q laø söùc khaùng do ma saùt thaønh beân cuûa coïc vôùi ñaát. Q laø söùc khaùng muõi cuûa coïc xuoáng phaàn ñaát cöùng. Tính thaønh phaàn khaùng muõi: Q= Ax q. Vôùi: q= 1.3 c*N+ * N+0.4*B*N. Ñaàu coïc ñaët voøa lôùp ñaát soá 6 coù caùc thoâng soá kyõ thuaät sau: Ñoä aåm: W= 16.38% Dung troïng töï nhieân: = 1.96(T/m) Dung troïng khoâ: = 1.68(T/m) Dung troïng ñaåy noåi: = 1.052(T/m) Tyû troïng haït: = 2.66 Heä soá roãng: = 0.578 Goùc ma saùt trong: = 2830’ Löïc dính ñôn vò: c = 0.024 (kG/cm) Modul ñaøn hoài: E= 95.5 (kG/cm). Chieàu saâu muõi coïc h= -35.3m Tra baûng vaø noäi suy ta coù caùc heä soá: N= 15.58; N= 26.83 vaø N= 18.03 Tính = *5.8+*8+* 15.5= 0.95*5.8 + 0.98*8 +1.05* 15.5 è= 29.625 (T/m) Vaäy q= 1.3 c*N+ * N+0.4*B*N = 1.3*0.24*15.58 + 29.625*26.83 + 0.4*1.052*0.4*18.03 = 4.86 +795 + 2.66 = 802 (T/m). è Q= Ax q= 0.16*802 = 128.32 (T). b.Tính thaønh phaàn Q: - Löïc choáng caét ñôn vò,theo Coulomb ta coù coâng thöùc sau: f= c+ * tg= c + K* * tg Trong ñoù: K= K= (1 - sin) laø goùc ma saùt giöõa ñaát vaø coïc. laø öùng suaát phaùp tuyeán höõu hieäu taïi maët beân cuûa coïc vaø ñöôïc tính baèng coâng thöùc: = . Vôùi K= K= (1 - sin) Coù theå laáy = vaø = . Coïc xuyeân qua 3 lôùp ñaát soá 4,5 vaø 6. Laäp baûng tính fvaø Q= ()* u Vôùi u = 4 * 0.4= 1.6m laø chu vi cuûa coïc. Lôùp ñaát Z(m) h(m) (T/m) (T/m) c (T/m) (ñoä) K f (T/m) hf (t/m) Q (T) 4 -11.6 5.8 0.95 5.51 1.39 922’ 0.782 2.1 12.18 246 5 -19.6 8 0.98 13.35 0.95 146’ 0.677 5.49 43.92 6 -35.1 15.5 1.05 29.625 0.24 2122’ 0.523 6.3 97.67 Keát luaän söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn laø : Q= Q+ Q= 128.32+246 = 374 (T). Taïi ñaây neáu choïn maùy eùp coïc thì coâng suaát cuûa maùy eùp seõ laø Q Q 1.5Q= 1.5*374 = 560T> Ta choïn maùy loaïi 600T. Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa ñaát neàn: Q= + . Vôùi: FS= 1.52 laø heä soá an toaøn cho thaønh phaàn ma saùt beân. FS= 23 laø heä soá an toaøn cho söùc khaùng muõi è Q= + 136 (T) So saùnh thaáy raèng Q= 136 (T) < P= 227 (T). Vaäy choïn cöôøng ñoä ñaát neàn ñeå tính toaùn moùng. 3.5 Xaùc ñònh soá löôïng vaø boá trí coïc cho moùng M1: Soá löôïng coïc ñöôïc tính sô boä baèng coâng thöùc: n= . Trong ñoù: = 1092.35+( 0.4*7.25*8*2.5+0.3*0.4*15.25*2.5)*1.1= 1161 (T) laø toång löïc doïc tính toaùn do coät treân ñaøi truyeàn xuoáng moùng.keå theâm saøn taàng haàm vaø daàm kieàng maø ta chöa tính vaøo khi giaûi khung ngang(saøn taàng haàm daøy 400; daàm kieàng 300x800). -= 1.21.5 laø heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moâment . Choïn = 1.5 è n= =1.5*13 caây. Choïn n= 15 caây coïc . Boá trí coïc trong ñaøi: Khoaûng caùch töø meùp ngoaøi cuûa ñaøi ñeán meùp ngoaøi coät bieân laø 200 Khoaûng caùch tim coïc laø 3d= 1.2m. Boá trí 12 caây coïc laøm thaønh 5 haøng theo phöông chòu löïc . Vaäy dieän tích ñaøi coïc :F= Bx L= 3.2 m x 5.6 m= 17.92 m= 18m BOÁ TRÍ COÏC CHO MOÙNG M1 4. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa nhoùm coïc: - Choïn chieàu cao ñaøi coïc H: Nhaèm baûo ñaûm ñaøi coïc chæ coù öùng suaát neùn, vôùi nhoùm coïc ít hôn 16 caây, ta coù theå choïn beà daøy laøm vieäc cuûa ñaøi coïc h thoûa ñieàu kieän sau: B – 2 b B - 2 b-b Trong ñoù: B = 3.2 m laø beà roäng cuûa ñaøi coïc. b= 0.8m laø beà roäng cuûa coät treân ñaøi. b= 0.2m laø khoaûng caùch töø meùp coïc ngoaøi ñeán bieân cuûa ñaøi coïc. Vaäy h > 3.2-2*0.2-0.8 =2m .Choïn H= 2.2m. - Troïng löôïng baûn thaân cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: P= n* F* h* = 1.1*17.92* 3*2.2= 130 (T). -Heä soá nhoùm: = 1- Vôùi = arctg= arctg= 18.43 è= 1- = 1-18.43= 0.7 Khaû naêng chòu taûi cuûa nhoùm coïc : P= * n* n* Q= 0.7*5*3*136= 1428 (T). (n= 5 laø soá haøng coïc theo phöông chòu löïc, n= 3 laø soá haøng coïc theo phöông vuoâng goùc ). - Ñieàu kieän kieåm tra : P= 1428 > N+ P= 1161+130 =1291 (T) thoûa. 5. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa coïc: Toång löïc doïc:= N+ P= 1291(T). Toång moâment:= M+H*H= 87.94 +17.23*2.2 = 125.79 (Tm) Ta coù coâng thöùc tính Pvaø Pôû coïc chòu uoán moät phöông nhö sau: P= . Ñieàu kieän kieåm tra: PQ vaø P0 . Theo hình veõ x= 1.2m;x= x= 2.4m = 6*1.2+6*2.4= 43.2 m (xlaø khoaûnh caùch töø taâm ñaët löïc ñeán taâm haøng coïc thöù nhaát, xvaø xlaø khoaûng caùch töø taâm ñaët löïc ñeán taâm haøng coïc thöù hai cuõng laø haøng coïc xa nhaát). Vaäy: P= + = 92 (T) < Q= 136 (T) Thoûa. P= - = 80 (T) > 0 Thoûa. p= = 86 (T). Keát luaän coïc khoâng bò luùn vaø cuõng khoâng bò nhoå leân. 6. kieåm tra öùng suaát döôùi moùng khoái qui öôùc: 6.1 Kích thöôùc moùng khoái qui öôùc: (Xem hình ôû treân). - Xaùc ñònh goùc ma saùt trong trung bình: = = = 2241’ èGoùc môû = 540’ -Chieàu daøi moùng khoái qui öôùc L: L= 2*ltg +13d = 2*29.3tg540’+13*0.4 = 11 m -Chieàu roäng moùng khoá qui öôùc B: B=2*ltg +7d= 2*29.3tg540’+ 7*0.4 = 8.62 m - Chieàu cao moùng kh1i qui öôùc: H= L+ H+ h= 29.3 +2.2 +0.8 = 32.3m - Dieän tích moùng khoái qui öôùc: F= 8.62*11 = 94.8 m 6.2 Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc: -Theå tích chieám choå cuûa ñaøi vaø coïc: V= 2.2*17.92 +29.3*0.4*0.4* 15= 39.42+70.32 = 110 m - Theå tích ñaát trong moùng khoái qui öôùc: V= V- V= 32.3*94.8 -110 = 2952 m Saøn taàng haàm GIAÈNG MOÙNG GIAÈNG MOÙNG MOÙNG KHOÁI QUI ÖÔÙC THEO PHÖÔNG X: A’B’C D. MAËT SAØN TAÀNG HAÀM GIAÈNG MOÙNG GIAÈNG MOÙNG MOÙNG KHOÁI QUI ÖÔÙC THEO PHÖÔNG Y:B’F’D E -Dung troïng ñaát trung bình trong moùng khoái qui öôùc : = = 1.01(T/m) - Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc: P= 110*2.5+2952*1.01= 3256 (T). -Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc(tính vôùi caëp noäi löïc soá 2): = N+ P= 950 +3256= 4206 (T) - Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc: = M+ H (H+l)= 76.47 +15(2.2+29.3) = 549 (Tm). - Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc: W== = 174 m è= = + = 47.5 (T/m) = - 41.2 (T/m) -Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc: = 44.36 (T/m). 6.3 Aùp löïc tieâu chuaån cuûa ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc: Söùc chòu taûi tính toaùn giôùi haïn theo traïng thaùi giôùi haïn II, qui phaïmXD 45-78 cuûa Vieät Nam.Xeùt ñieàu kieän laøm vieäc ñoàng thôøi giöõa neàn vaø coâng trình, ta coù coâng thöùc sau: R= (A*B+ B*H+ Dc) Trong ñoù: -Khi = 2830’ tra baûng vaø noäi suy ñöôïc: A= 0.912 ; B= 5.097 ; D=7.535 -k= 1 (vì caùc thoâng soá tính toaùn laáy tröïc tieáp töø thí nghieäm) laø heä soá ñoä tin caäy -m=1.1 laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn -m= 1.2 laø heä soá ñieàu khieän laøm vieäc cuûa coâng trình -= 1.05 (T/m) laø dung troïng ñaát ngay muõi coïc -= 1.01(T/m) dung troïng trung bình cuûa ñaát trong moùng khoái qui öôùc. - c= 0.24(T/m) laø löïc dính ñôn vò cuûa ñaát ngay muõi coïc -H=31.5m Chieàu cao moùng khoái qui öôùc. Vaäy: R= 1.2*1.1(0.912*9.8*1.05+5.097*31.5*1.01+7.535*0.24) = 229 (T/m) Vaø 1.2 R= 275(T/m) 6.4 Ñieàu kieän kieåm tra: a. Vôùi caëp noäi löïc soá 2: 1.2 R= 275(T/m) >= 47.5 (T/m). Thoûa R= 229(T/m) >= 44.36 (T/m).Thoûa = 41.2 (T/m) > 0 .Thoûa Vôùi caëp noäi löïc soá 1: N= 950 (T); M= 76.47 (Tm) vaø Q= H= 15 (T).Gioáng nhö caëp noäi löïc soá 2 neân khoâng caàn kieåm tra laïi. Vôùi caëp noäi löïc soá 3: M= - 71.17 (Tm); N= 950(T) vaø Q= H= -13 (T). -Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc: = N+ P= 950 +3256= 4206 (T) - Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc: = M+ H (H+l)= 71.17 +13(2.2+29.3) = 481 (Tm). - Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc: W== = 174 m è= = + = 47.13 (T/m) = - = 41.61 (T/m) -Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc: = = 44.37 (T/m). So saùnh : 1.2 R= 275(T/m) >= 47.13 (T/m). Thoûa R= 229(T/m) >= 44.37 (T/m).Thoûa = 41.61 (T/m) > 0 .Thoûa Keát luaän ñaát döôùi moùng khoái qui öôùc ñuû khaû naêng chòu löïc. 7. Kieåm tra luùn cho moùng: Ñeå kieåm tra luùn cho moùng ta duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn: chia phaàn ñaát döôùi ñaàu coïc thaønh nhieàu lôùp vôùi beà daøy =2.45m.Choïn =2 m ñeå tính toaùn. 7.1 Tính öùng suaát gaây luùn: do troïng löôïng do taûi troïng ngoaøi baûn thaân gaây luùn Ta coù aùp löïc tieâu chuaån trung bình döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc laø = 44.37 (T/m). è Aùp suaát gaây luùn ngay taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc: P= - *H= 44.37-1.01*31.5= 12.56 (T/m) - Tính öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân :Chia lôùp ñaát döôùi muõi coïc thaønh nhieàu lôùp phaân toá daøy 2m vaø ñaùnh soá thöù töï töø 0,1,2…8.Sau ñoù tính = z* ngay ñieåm döôùi cuûa lôùp ñaát phaân toá theo baûng sau: Ngay ñieåm 0 ta coù = = 34.35 (T/m). ÑIEÅM 0 1 2 3 4 5 6 7 8 (T/m) 34.35 36.45 38.55 40.65 42.75 44.85 46.95 49.05 51.15 -Tính öùng suaát do taûi troïng ngoaøi gaây ra : = 4k* P Trong ñoù kphuï thuoäc vaøo kích thöôùc moùng khoái qui öôùc vaø ñoä saâu z . Baøi Taäp Cô Hoïc Ñaát cuûa Vuõ Coâng Ngöõ vaø noäi suy ñöôïc k -Tính cho lôùp ñaát soá 1: = 1.3; = 0.47 èk= 0.2376 = 4*0.2376* 12.56 = 11.94(T/m). -Tính cho lôùp phaân toá soá2: = 1.3; = 0.93èk= 0.1957 = 4*0.1957* 12.56 = 9.83 (T/m). -Tính cho lôùp ñaát soá 3: Ta coù := 1.3; =1.4 èk= 0.1465 = 4* 0.1465*12.56 = 7.36 (T/m). -Tính cho ñieåm soá 4: Ta coù :=1.3; =1.86èk= 0.1086 = 4k*P= 4*0.1086* 12.56 = 5.46 (T/m) So saùnh thaáy ôû lôùp phaân toá soá 3:= 7.36(T/m) <= 8.13(T/m). Vaäy ta döøng tính luùn ôû ñoä saâu 6m döôùi ñaàu coïc. 7.2 Tính luùn cho moùmg M1: Ta coù coâng thöùc tính luùn nhö sau: S = . Vôùi:a= maø Vì ñaát döôùi ñaùy moùng laø ñoàng nhaát (chæ coù moät lôùp soá 6) neân E vaø alaø haèng soá. Tra baûng giaù trò cuûa = 0.27 è a= = 0.00028 (m/T) Vaäy : S = = a= 0.00028*2*(11.94+9.83+7.36) = 0.016m S = 1.6 cm < = 8 cm .Thoûa ñieàu kieän neùn luùn, coâng trình oån ñònh. 8. Tính toaùn coïc ñöùng chòu taûi troïng ngang: Ta deã daøng nhaän thaáy raèng coïc ñöùng chòu taûi ngang yeáu hôn coïc xieân , nhöng trong thöïc teá daây döïng, ñaëc bieät laø nhöõng coâng trình xaây chen vaø coù maët baèng nhoû thì vieäc thi coâng coïc nghieâng laø ñieàu khoâng theå. Maët khaùc tyû soá giöõa taûi ñöùng vaø taûi ngang cuûa coâng trìng daân duïng thöôøng khoâng lôùn .Chính vì vaäy maø coïc ñöùng ñöôïc choïn ñeå vöøa chòu taûi troïng ñöùng laãn chòu taûi troïng ngang. Khi coïc chòu taûi troïng ngang, ñaát xung quanh coïc ñöôïc xem nhö moâi tröôøng ñaøn hoài bieán daïng tuyeán tính , ñaëc tröng bôûi heä soá neàn C: C= K* z laø heä soá neàn theo phöông ngang ôû ñoä saâu z. Trong ñoù : K = 400(T/m) laø heä soá tyû leä, phuï thuoäc vaøo loaïi ñaát xung quanh coïc vaø ñöôïc laáy theo baûng G1 cuûa phuï luïc G tieâu chuaån xaây döïng TCXD205-1998. z laø ñoä saâu cuûa vò trí tieát dieän maø ta ñang xeùt (m).keå töø maët ñaát ñoái vôùi ñaøi cao hoaëc keå töø ñaùy ñaøi ñoái vôùi moùng ñaøi thaáp. Phöông trình truïc uoán cuûa coïc coù daïng: EI+ = 0 Giaûi phöông trình vi phaân naøy ta coù:Aùp löïc tính toaùn (T/m); Moâment uoán M(Tm): löïc caét Q(T) trong caùc tieát dieän coïc nhö sau: = . M= . Q= . Trong ñoù : z= = 0.7*z laø chieàu saâu tính ñoåi. l= l*= 29.3*0.7= 20.51 m laø chieàu daøi coïc trong ñaát tính ñoåi. I= (0.4)/12= 0.00213 m. Vôùi: = = 0.7 laø heä soá bieán daïng. blaø beà roäng qui öôùc cuûa coïc. Theo TCVN 205 :1998, khi d< 0.8m thì b= 1.5d +0.5 m è b= 2.6m. 8.1 Tính caùc chuyeån vò : Caùc chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình maët ñaát, do caùc öùng löïc ñôn vò ñaët cao trình naøy gaây ra : = = 0.00113 (m/T). = = 0.00052 (1/T). = *1.732= 0.0004(1/(Tm)). Vôùi : tra trong baûng G2 cuûa TCVN 205:1998 . Moâment uoán vaø löïc caét cuûa coïc taïi cao trình maët ñaát: H= = 1.15 (T) M= + H*l= 8.39 (Tm). CHUYEÅ N VÒ CUÛA COÏC KHI CHÒU TAÙC DUÏNG CUÛA MOÂMENT VAØ TAÛI NGANG Chuyeån vò ngang y vaø goùc xoay taïi cao trình maët ñaát: y= H*+ M*= 1.15*0.00113+ 8.39*0.00052= 0.0043m y= 0.56cm. = H*= 1.15* 0.00052 + 8.39* 0.0004 = 0.0029(rad) Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc: = 0.0056+0.0029*2.2++= 0.0185m. Goùc xoay cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc: = 0.0039+ = 0.0074 (rad). 8.2 Ñieàu kieän kieåm tra: = 0.56cm = 1cm .Thoûa = 0.0029 (rad) <= 0.005 (rad). Thoûa Vaäy coïc chòu ñöôïc taùc duïng ngang cuûa taûi troïng. 8.3 Oån ñònh cuûa neàn quanh coïc: Ñieàu kieän oån ñònh neàn ñaát xung quanh coïc khi coù aùp löïc ngang do coïc taùc ñoäng coù daïng: . Trong ñoù : = : laø öùng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu z. cvaø laø löïc dính vaø goùc ma saùt trong tính toaùn cuûa ñaát. = 0.3 laø heä soá khi duøng coïc eùp. = 1 laø heä soá duøng cho moïi coâng trình. laø heä soá xeùt ñeán tyû leä aûnh höôûng cuûa phaàn taûi troïng thöôøng xuyeân trong toång taûi: = = = 0.951 Vôùi : M=3(Tm) laø moâent do taûi thöôøng xuyeân. M= M- M= 87.94 – 3 = 84.94 (Tm) laø moâment do taûi taïm thôøi. n = 2.5 tröø tröôøng hôïp moùng baêng vaø coâng trình quan troïng khaùc. l= 20.51 m > 5 coïc daøi chòu uoán , oån ñònh neàn theo phöông ngang ñöôïc kieåm tra taïi ñoä saâu z = = =1.21 m keå töø ñaùy ñaøi moùng.Vaäy tieát dieän ñoaïn coïc ñang xeùt naèm troïn trong lôùp ñaát soá 4 coù ø ; c= 1.39(T/m) vaø = = 0.948 (T/m). Vaäy khaû naêng chòu aùp löïc ngang cuûa lôùp ñaát soá 4: = 1*0.951* (0.948*1.21*tg1235’+0.3*1.39) = 2.62(T/m) Tra baûng G3 TCXD205:1998 .Ta coù caùc heä soá: . Vì coïc chæ caàn kieåm tra ôû ñoä saâu 1.21m neân ta laáy doaïn coïc daøi 5m vaø chia ra laøm töøng maët caét caùch nhau moät ñoaïn 0.2m ñeå khaûo saùt. Nhaän thaáy ôû ñoä saâu z=1.21m: 0.92 (T/m) < = 2.62(T/m).Thoûa . BAÛNG TÍNH AÙP LÖÏC NGANG, DOÏC THEO THAÂN COÏC z(m) z(m) A B C D 0.00 0 1 0 0 0 0.00 0.29 0.2 1 0.2 0.02 0.001 0.52 0.57 0.4 1 0.4 0.08 0.011 0.82 0.86 0.6 0.999 0.6 0.18 0.036 0.95 1.14 0.8 0.997 0.799 0.32 0.085 0.94 1.43 1 0.992 0.997 0.499 0.167 0.84 1.71 1.2 0.979 1.192 0.718 0.288 0.68 2.00 1.4 0.955 1.379 0.974 0.456 0.49 2.29 1.6 0.913 1.553 1.264 0.678 0.30 2.57 1.8 0.848 1.706 1.584 0.961 0.16 2.86 2 0.735 1.823 1.924 1.308 0.00 3.14 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 -0.08 3.43 2.4 0.347 1.874 2.609 2.105 -0.17 3.71 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 -0.08 4.00 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 0.00 4.29 3 -0.928 1.037 3.225 3.858 0.10 5.00 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.98 0.44 5.71 4 -5.853 -5.941 -0.927 4.548 0.51 BIEÅU ÑOÀ AÙP LÖÏC CUÛA COÏC CHÒU TAÛI TROÏNG NGANG 8.4 Tính moâment uoán thaân coïc khi chòu taûi troïng ngang : Chia thaân coïc ra laøm nhieàu ñoaïn caùch nhau 0.2m ñeå khaûo saùt. BAÛNG TÍNH MOÂMENT UOÁN, DOÏC THEO THAÂN COÏC M z(m) z(m) A B C3 D M(Tm) 0 0 0 0 1 0 8.39 0.29 0.2 -0.001 0 1 0.2 8.70 0.57 0.4 -0.011 -0.002 1 0.4 8.89 0.86 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.6 8.93 1.14 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 8.77 1.43 1 -0.167 -0.083 0.975 0.994 8.38 1.71 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 7.87 2.00 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 7.16 2.29 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 6.37 2.57 1.8 -0.956 -0.867 0.53 1.612 5.51 2.86 2 -1.295 -1.314 0.207 1.646 4.65 3.14 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 3.76 3.43 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 2.94 3.71 2.6 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 2.04 4.00 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 -1.30 4.29 3 -3.541 -6 -4.688 -0.891 0.36 BIEÅU ÑOÀ MOÂMENT UOÁN COÏC KHI CHÒU TAÛI TROÏNG NGANG M 8.5 Tính löïc caét thaân coïc khi chòu taûi troïng ngang: BAÛNG TÍNH LÖÏC CAÉT THAÂN COÏC KHI CHÒU TAÛI TROÏNG NGANG z(m) zm) A B C D 0.00 0 0 0 0 1 1.15 0.29 0.2 -0.02 -0.003 0 1 0.95 0.57 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 1 0.43 0.86 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 -0.23 1.14 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 -0.94 1.43 1 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 -1.61 1.71 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 -2.17 2.00 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 -2.60 2.29 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 -2.91 2.57 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -3.05 2.86 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -3.11 3.14 2.2 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 -3.08 3.43 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -3.01 3.71 2.6 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 -2.93 4.00 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -2.90 4.29 3 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 -2.92 BIEÅU DOÀ LÖÏC CAÉT THAÂN COÏC KHI CHÒU TAÛI TROÏNG NGANG Q 9.Kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng cuûa ñaøi coïc: Nhö caùc phaàn tính toaùn ôû treân ta coù : -Beà roäng cuûa ñaøi: B= 3.2m -Chieàu daøi cuûa ñaøi:L= 5.6m - Chieàu cao ñaøi H= 2.2m - Beà roäng tieát dieän coät:b= 0.8m -Chieàu cao tieát dieän coät:h= 1.1m Coät ñaët ngay giöõa taâm moùng. Töø meùp coät ta döïng caùc maët phaúng hôïp thaønh goùc 45so vôùi truïc coät, hình giao nhau cuûa caùc maët phaúng naøy vôùi ñaùy ñaøi chính laø dieän tích ñaùy cuûa thaùp choáng xuyeân. Kích thöôùc cuûa ñaùy thaùp choáng xuyeân: L= 2h+h= 2100*2 +1100 = 5300 B= 2h+b= 2100*2 +800 = 5000 DIEÄN TÍCH THAÙP XUYEÂN Dieän tích ñaùy cuûa thaùp choáng xuyeân (phaàn gaïch cheùo) bao phuû leân taát caû caùc coïc , chính vì vaäy maø ñaøi coïc khoâng coù löïc gaây thuûng ,cho neân ta khoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng. 10.Tính coát theùp cho ñaøi coïc: 10.1 Tính aùp löïc ôû caùc ñaàu coïc : Ta coù : P= 92 T vaø P= 80 T vaø P= 86T. Vaäy coù theå tính ñöôïc löïc treân caùc coïc coøn laïi baèng caùc heä thöùc löôïng trong tam giaùc vôùi giaù trò nhö sau: == = 86 T = = 81.3 T = = 88.4 T = 80 T = 92 T SÔ ÑOÀ TAÛI TROÏNG LEÂN ÑAÀU CAÙC COÏC. SÔ ÑOÀ TÍNH THEÙP CHO ÑAØI MOÙNG COÏC EÙP M1 10.2 Tính theùp cho ñaøi coïc M1: Theo phöông X ñaøi coïc xem nhö laø moät coângson ñöôïc ngaøm ôû meùp coät A-A.Chòu löïc laø caùc phaûn löïc cuûa ñaàu coïc soá 4,5,9,10,14,vaø 15 höôùng töø döôùi leân treân (hình veõ). - Toång moâment uoán ñaøi theo phöông X laø M: M= 0.65*() + 1.85*()= 683 (Tm). - Theo phöông Y toång moâment laø M: M= 0.8*() = 342.16 (Tm). Tính theùp theo phöông X: = 139 cm Choïn theùp: cm Töùc 2925 a110. Haøm löôïng coát theùp: = = 0.21% Ñieàu kieän: .Thoûa ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp. Tính theùp theo p-höông Y: = 69.63 cm Choïn theùp: = 71.26 cm .Töùc 2818 a200. Kieåm tra haøm löôïng coát theùp: = 0.11% Thoûa . 10.3 Boá trí theùp cho ñaøi: (Xem baûn veõ keát caáu). - Theùp chòu löïc ñöôïc ñaët theo tính toaùn vaø hai ñaàu beû co ñuùng qui ñònh. Chieàu cao ñaøi lôùn neân ta coù theå boá trí loàng theùp ôû phía treân nhaèm choáng nöùt do co ngoùt trong quaù trình ñoùng raén cuûa beâ toâng.Loàng theùp naøy coù theå duøng theùp 12 a500 hoaëc lôùn hôn vaø beû uoán theo hình daùnh cuûa cuûa ñaøi. -Coát theùp chòu löïc theo phöông X (Mlôùn) phaûi ñaët ôû döôùi vaø löôùi theùp naøy thöôøng ñöôïc coá ñònh baèng haøn. -Theùp chòu löïc cuûa coät ñöôïc beû co 90vaø xoøe ñeàu ra xung quanh ñeø leân treân theùp moùng. Vì moùng naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm neân laáy lôùp beâ toâng baûo veä a=100 ñoàng thôøi phaûi coù bieän phaùp xöû lyù choáng hieän töôïng xaâm thöïc cho moùng. 11. Tính toaùn vaø kieåm tra coïc trong khi vaän chuyeån vaø caåu laép: Chieàu daøi toång coäng cuûa coïc keå caû phaàn ngaøm vaøo ñaøi laø L=30m, goàm 3 ñoaïn coïc 10m noái laïi vôùi nhau baèng hai moái noái. 11.1 Khi vaän chuyeån: -Vò trí ñaët hai moùc caåu phuïc vuï cho vaän chuyeån:Troïng löôïng baûn thaân coïc: q = 0.4*0.4*2.5*1.5= 0.6 T/m(laáy heä soá ñoäng n=1.5) Ñöôøng kính theùp moùc caåu: Phaûn löïc ôû hai goái töïa R= R== 3T Fcuûa moùc caåu khi choïn theùp CII coù R=2600 (kG/cm) F== = 1.15 cmChoïn 16 coù F= 2.01 cmcho an toaøn. 11.2 Khi caåu laép: Phaûn löïc ôû goái töïa soá 2: R. = 0 èR= = 4.24 T. Tính theùp moùc caåu laép döïng : = 1.63 cm. Vaäy choïn theùp 16 laø hôïp lyù cho caû caåu vaän chuyeån vaø caåu laép döïng. 12. Tính theùp cho coïc: 12.1 Tính theùp chòu löïc: ._.