Thiết kế chung cư Gia Phú

PHAÀN III: NEÀN MOÙNG KHOÁI LÖÔÏNG :( 30%) GVHD: Th.s KHOÅNG TROÏNG TOAØN A. PHAÂN TÍCH SOÁ LIEÄU ÑÒA CHAÁT Caên cöù vaøo soá lieäu ñòa chaát coâng trình, tình hình ñòa chaát taïi nôi xaây döïng goàm coù caùc lôùp ñaát: -Lôùp 1:laø lôùp ñaát ñaép. -Lôùp 2 :laø lôùp seùt pha, maøu naâu ñoû,traïng thaùi deûo coù caùc chæ tieâu cô lí nhö sau: gtc = 2.03 T/m3, CII = 0.28 T/m2, B = 0.212 , jtc = 16042’ -Lôùp 3:laø lôùp caùt pha maøu xaùm naâu,traïng thaùi deûo coù caùc chæ tieâu cô lí nhö sau: gtc = 2.045 T/m3, CII = 0.18 T/m2, jtc = 10012' -Lôùp 4 :laø lôùp caùt haït trung,laån boät coù caùc chæ tieâu cô lí nhö sau: gtc = 2.055 T/m3, CII = 0.099 T/m2, jtc = 27036' B. KHAÙI QUAÙT VEÀ COÏC EÙP Coïc eùp beâ toâng coát theùp ñöôïc thieát keá chuû yeáu cho caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp.Vieäc xaây döïng nhaø cao taàng ôû Tp.HCM trong ñieàu kieän xaây chen,khaû naêng aùp duïng coïc eùp töông ñoái phoå bieán. Coïc eùp coù caùc öu-khuyeát ñieåm sau: 1/ Öu ñieåm -Thi coâng khoâng gaây oâ nhieãm,khoâng gaây chaán ñoäng ñeán caùc coâng trình laân caän,phuø hôïp cho thi coâng xaây chen trong ñoâ thò,söû duïng roäng raûi cho nhieàu loaïi coâng trình. -Cô giôùi hoaù trong thi coâng,naêng suaát cao,ruùt ngaén thôøi gian thi coâng. -Chòu taûi troïng ngang lôùn,tuoåi thoï trung bình cao. -Ñoä luùn leäch giöõa caùc moùng töông ñoái nhoû. -Phuø hôïp vôùi vuøng ñòa chaát coù lôùp ñaát yeáu beân treân vaø lôùp ñaát cöùng beân döôùi. -Kieåm soaùt ñöôïc chaát löôïng cuûa coïc trong quaù trình thi coâng. 2/ Nhöôïc ñieåm -Laø loaïi moùng saâu,vieäc thi coâng töông ñoái phöùc taïp,caàn ñoä chính xaùc cao vaø ñoäi nguõ coâng nhaân laønh ngheà. -Coïc eùp söû duïng löïc eùp tænh ñeå eùp coïc xuoáng ñaát ,do ñoù chæ thi coâng ñöôïc trong nhöõng loaïi ñaát nhö seùt meàm,seùt pha caùt.Ñoái vôùi nhöõng loaïi ñaát nhö seùt cöùng, caùt coù chieàu daøy lôùn thì khoâng theå thi coâng ñöôïc. -Khoù khaên khi haï coïc neáu gaëp vaät caûn. -Gaây aûnh höôûng ñeán caùc coâng trình laân caän,khi ñaët ñoái troïng eùp coïc caàn chuù yù ñeán caùc coâng trình xung quanh. -Gaëp khoù khaên trong vieäc vaän chuyeån coïc coù chieàu daøi lôùn khi thi coâng trong ñieàu kieän xaây chen nhö hieän nay. PHÖÔNG AÙN I: MOÙNG COÏC EÙP BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP I. CHOÏN CHIEÀU SAÂU ÑAËT ÑAØI COÏC - Ñaët muõi coïc trong lôùp ñaát thöù 4 laø lôùp caùt haït trung. - Chieàu saâu choân moùng so vôùi maët ñaát thieân nhieân: hm= 1+ 1 = 2 m (Chieàu cao ñaøi choïn sô boä laø hñ= 1m, chieàu cao töø maët ñaát ñeán coå moùng laø 1m). - Ñaøi coïc söû duïng beâ toâng maùc 300, theùp AII. II. CHOÏN KÍCH THÖÔÙC COÏC - Choïn coïc BTCT tieát dieän (30x30) cm - Beâ toâng maùc 300 => Rn =130 (kG/cm2), Rk= 10 (kG/cm2) - Theùp AII => Ra=2800 (kG/cm2) - Chieàu daøi phaàn coïc ngoaøi ñaøi:15 m (muõi coïc caém vaøo lôùp thöù 4 laø lôùp caùt haït trung). - Ñoaïn ngaøm cuûa coïc vaøo ñaøi bao goàm : + Ñoaïn coïc neo vaøo ñaøi:15 (cm) + Ñoaïn theùp doïc aên saâu vaøo ñaøi :35Ф HÌNH VI.1. CHIEÀU SAÂU ÑAËT MUÕI COÏC III. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC EÙP 1/ Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn HÌNH VI.2.XAÙC ÑÒNH GIAÙ TRÒ MA SAÙT BEÂN -Tính söùc chòu taûi theo cöôøng ñoä ñaát neàn, töø TCXD 205-1998, ta coù: Fo = : Vôùi Ktc = 1.4 (heä soá an toaøn) Fgh = m(mR .R.F + u. mfi.fi.hi) -Chia neàn ñaát döôùi ñaùy moùng thaønh caùc lôùp ñoàng nhaát coù chieàu daøy hi 2 m nhö hình veõ , ôû ñaây hi vaø zi tính töø coát thieân nhieân. -Trong ñoù : +Fo:söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa coïc. +R:cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát neàn ôû chaân coïc vôùi ñoä saâu ZR = 17 m (keå töø coát thieân nhieân ), (tra baûng 6-2 HDÑANM Trang114) coù noäi suy. → R = 456 (T/m2) +u:chu vi tieát dieän ngang coïc → u = 0.3*4 =1.2 (m) +Dieän tích ngang muõi coïc: F =0.3*0.3= 0.09 (m2) +m =1:heä soá laøm vieäc(coïc ñoùng tieát dieän vuoâng). +mfi =mR=1:heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát coù xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa phöông phaùp thi coâng(tra theo baûng 6-4,HDDANM trang115) +hi:chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i. +ZR:töø MÑTT ñeán muõi coïc. +fi :cöôøng ñoä tính toaùn cuûa lôùp ñaát thöù i theo maët xung quanh coïc phuï thuoäc z (tra baûng 6-3 HDÑANM trang115). STT Teân ñaát B z(m) hi(m) fi(T/m2) hifi (T/m) 1 Seùt pha 0.212 3 2 4.64 9.28 2 Seùt pha 0.212 5 2 5.41 10.82 3 Seùt pha 0.212 6.25 0.5 5.66 2.83 4 Caùt pha 0.405 7.5 2 3.22 6.44 5 Caùt pha 0.405 9.5 2 3.34 6.68 6 Caùt pha 0.405 11 1 3.44 3.44 7 Caùt haït trung 0 12.5 2 4.85 9.7 8 Caùt haït trung 0 14.5 2 5.05 10.1 9 Caùt haït trung 0 16.25 1.5 5.21 7.82 Toång 67.11 Fgh = 1*(1*456*0.09 +1.2*1*67.11) = 121.57 (T) + Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc ñôn theo chæ tieâu cô ly ù: F0= 86.84 (T) 2/ Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu laøm coïc FVL=.(Ra*Fa+Rn*Fc ) - Trong ñoù : + Ra = 2800 (kG/cm2) : cöôøng ñoä theùp doïc + Fa = 10.18 (cm2) : dieän tích coát theùp doïc + Rn = 130 (kG/cm2) : cöôøng ñoä cuûa beâ toâng + Fc = 30 * 30 = 900 (cm2) : dieän tích tieát dieän coïc beâ toâng coát theùp + = 1 : heä soá uoán doïc → FVL = 1 * (2800 * 10.18 + 130 * 900) = 145504 (KG) = 145.504 (T) Keát luaän: Fvl = 145.504 (T) > F0 =86.84 (T) THIEÁT KEÁ MOÙNG KHUNG TRUÏC 5 C. TÍNH TOAÙN MOÙNG M1 ( TRUÏC 5 – A ) Taûi troïng maø ta giaûi khung ñöôïc laø taûi troïng tính toaùn.Muoán coù taûi troïng tieâu chuaån thì phaûi chia cho heä soá độ tin cậy laø 1,15. I/ Taûi troïng taùc duïng leân moùng Noäi löïc Tính toaùn Tieâu chuaån N (T) 354.2 308 M (Tm) 15.38 13.38 Q (T) 8.4 7.3 II/ Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc ñaøi coïc - Choïn khoaûng caùch giöõa caùc coïc laø : L = (3d6d), choïn L = 3d . - Ta coù aùp löïc tính toaùn giaû ñònh leân ñaøi coïc do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra laø: = 107.21 (T/m2) = 107.21 – 1.1*2*2 = 102.81 (T/m2) - Dieän tích sô boä cuûa ñeá ñaøi: =3.44 (m2) Chọn kích thước đế đài: 1.5x2.4=3.6(m2) - Troïng löôïng ñeá ñaøi: Nttñ=1.1* Fñ * hm * = 1.1* 3.6 * 2*2 = 15.13 (T) - Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: Nott = Ntt + Nñtt = 354.2 + 15.13 = 369.3 (T) III/ Xaùc ñònh soá löôïng coïc 5.9 (coïc) Choïn 6 coïc Trong ñoù : =1.2-1.4 , laáy =1.4 -Khoâng xeùt ñeán heä soá nhoùm caùch giöõa caùc coïc: 3d6d neân aûnh höôûng laãn nhau giöõa caùc coïc coù theå boû qua ( NEÀN vaø MOÙNG- Nguyeãn Vaên Quaûng…). -Boá trí coïc trong ñaøi nhö hình veõ: HÌNHVI.3.MAËT baèng boá trí coïc IV/ Kieåm tra taûi troïng taùc duïng leân coïc * Kieåm tra taûi troïng taùc duïng leân ñaàu coïc daõy bieân + Choïn dieän tích ñaøi moùng : Fñ =1.5 * 2.4 = 3.6 (m2) + Troïng löôïng tính toaùn cuûa ñaøi theo maët baèng boá trí coïc: Nñtt =1.1* Fñ * hm * = 1.1* 3.6 * 2 * 2 = 15.84 (T) Ntt = Ntt + Nñtt = 354.2 + 15.84= 370 (T) Mtt = Mtt + Qtt * hm = 13.38 + 8.4* 2 = 30.18 (Tm) xmax = 0.9 (m) = 4*0.9 = 3.6 (m) = 63.7 (T) = 59.6 (T) P=61.64 (T) -Kieåm tra: Pmax = 63.7 (T) < F0 = 86.84 (T) Pmin = 59.6 (T) > 0 ® coïc khoâng bò nhoå. Ptb = 61.64 (T) -Vì taûi troïng taùc duïng leân coïc nhoû hôn söùc chòu taûi tính toaùn cuûa coïc cho neân thieát keá coïc nhö treân laø hôïp lyù. Ta khoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän choáng nhoå do Pmin >0. V/ Tính toaùn ñoä luùn cho moùng V.1/ Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng quy öôùc - Goùc ma saùt trong trung bình: jtb = a = jtb /4 = 18031’/4 = 4038’ - Dieän tích khoái moùng quy öôùc xaùc ñònh nhö sau: LM =L’+2Lctga => LM = 2.1 + 2 * 15 * tg(4038’) =4.53 (m) BM =B’+2Lctga => BM = 1.2 + 2 * 15 * tg(4038’) = 3.63 (m) Vaäy FM = 4.53 * 3.63= 16.44 (m2) - Chieàu cao moùng khoái quy öôùc: HM =15 + 2 = 17(m) HÌNH VI.4.KHOÁI MOÙNG QUI ÖÔÙC V.2/ Xaùc ñònh khoái löôïng khoái moùng quy öôùc + Troïng löôïng töø ñaùy ñaøi leân ñeán MÑTT: N1 = gtbhmFM = 2 * 2 * 16.44 = 65.76 (T) + Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc trong phaïm vi lôùp ñaát thöù 2 töø ñaùy ñaøi trôû xuoáng: N2 = gh(FM –ncFcoc) = 2.03* 4.5* ( 16.44 – 6* 0.09) = 145.25 (T) + Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc trong phaïm vi lôùp ñaát thöù 3: N3 = 2.045 * 5 * (16.44 –6 * 0.09) = 162.58 (T) + Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc trong phaïm vi lôùp ñaát thöù 4: N4 = 2.055 * 5.5 * (16.44 –6 * 0.09)= 179.71 (T) + Troïng löôïng coïc beâ toâng trong ñaát : N5 = ncgbthFcoc = 6* 2.5 * 15 * 0.09 = 20.25 (T) => Toång troïng luôïng khoái moùng quy öôùc: Ntcqu’ = 65.76+145.25+162.58+179.71+20.25 = 573.55 (T) V.3/ Xaùc ñònh aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái quy öôùc - Moâmen öùng vôùi troïng taâm moùng khoái quy öôùc laø: = 13.38+ 7.3* 17 = 137.4 (Tm) - Löïc doïc tieâu chuaån truyeàn xuoáng troïng taâm moùng khoái quy öôùc laø: åNtcqu = Ntc + Ntcqö = 308 + 573.55 = 881.55 (T) - Ñoä leäch taâm: e = = 0.15 (m) Þ Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái quy öôùc: s stcmax = 64.23 (T/m2) stcmin = 43 (T/m2) stctb = 53.6 (T/m2) V.4/ Xaùc ñònh cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc ( 1,1ABM g II +1,1BHMg +3DC II ) Trong ñoù: A,B,D:caùc heä soá tra baûng 2-1 trang 64,N-M,phuï thuoäc j cuûa ñaát neàn döôùi muõi coïc. jtc = 27o36’ Noäi suy ta coù caùc giaù trò : A = 0.935 ; B = 4.751 ; D = 7,24 ktc = 1 (keát quaû laáy töø keát quaû thí nghieäm); m1, m2 :laø caùc heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn vaø coâng trình m1 = 1.2, m2 = 1.22 (L/H =2.5) Lôùp ñaát döôùi muõi coïc coù : +Löïc dính ñôn vò: CII = 0.099 (T/m2) +Dung troïng ñaát taïi muõi coïc: g = 2.055 (T/m3) +Dung troïng ñaát tính töø ñaùy KMQU trôû leân: g = = = 2.044 (T/m3) → RMtc =(1.1*0.935*3.63*2.055+ 1.1*4.751*17*2.044+ 3*7.24 *0.099) = 280.24 (T/m2) +Kieåm tra : stcmax = 64.23 (T/m2) < 1,2RMtc = 336.29 (T/m2) stcmin = 43 (T/m2) > 0 stctb = 53.6 (T/m2) < RMtc = 280.24 (T/m2) Vaäy ñaát neàn beân döôùi ñaûm baûo ñuû khaû naêng tieáp nhaän taûi do coïc truyeàn xuoáng. V.5/ Xaùc ñònh ñoä luùn cuûa moùng - Ta seõ duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn. - ÖÙng suaát baûn thaân cuûa ñaát ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : sbt = Shigi = 2.055*17 = 34.935 (T/m2) - AÙp löïc gaây luùn : sgl = stctb - sbt = 53.6 - 34.935= 18.66 (T/m2) - Phaân boá öùng suaát trong neàn ñaát : + ÖÙng suaát do ñaát neàn : szbt = Shigi . + ÖÙng suaát do taûi troïng : szgl = kosgl Vôùi : ko = f ñöôïc tra baûng 3-7 trang 33, HDÑANM - Chia ñaát döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc thaønh nhieàu lôùp coù chieàu daøy: hi BM /5 = 3.63/5 = 0.726 (m), choïn (hi = 0.5 m) Ñieåm Z LM/BM 2Z/BM Ko szgl (T/m2) sbtz (T/m2) 0.2sbtz (m) (m) (T/m2) 0 0 0.00 1 18.66 34.935 6.987 1 0.5 0.275 0.979 18.27 35.963 7.193 2 1 0.551 0.918 17.13 36.991 7.398 3 1.5 0.826 0.823 15.35 38.019 7.604 4 2 1.102 0.702 13.01 39.047 7.809 5 2.5 1.377 0.591 11.02 40.075 8.015 6 3 1.653 0.489 9.12 41.103 8.221 7 3.5 1.928 0.409 7.63 42.131 8.426 Vaäy Hcn = 3.5 (m) -Giôùi haïn neàn taïi ñieåm soá 5 ôû ñoä saâu 2.5 (m) tính töø muõi coïc: szgl = 7.63 (T/m2) < 0.2*sbt = 0.2*42.131 = 8.462 (T/m2) * Tính luùn theo phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp: -Modul bieán daïng cuûa lôùp ñaát 4 ñöôïc thoáng keâ trong xöû lyù ñòa chaát: E = 800 T/m2 ; b = 0.8 -Ñoä luùn ñöôïc tính bôûi coâng thöùc: S== = 0.055 (m) Nhö vaäy: S = 5.5 (cm) < [Sgh ] = 8 (cm) -Kích thöôùc ñaøi coïc bxl = (1.5 x2.4) m vaø chieàu daøi coïc l= 15.5 m ñaõ thoaû yeâu caàu bieán daïng. HÌNH VI.5.BIEÅU ÑOÀ ÖÙNG SUAÁT GAÂY LUÙN VI/ Tính vaø boá trí theùp cho ñaøi VI.1/ Kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng -Tính toaùn theo choïc thuûng,döôùi taùc duïng cuûa phaûn löïc caùc ñaàu coïc neáu ñaøi khoâng ñuû ñoä beàn thì moùng seõ bò choïc thuûng,theo thaùp choïc thuûng xuaát phaùt töø chaân coät vaø nghieâng 1 goùc 45so vôùi truïc ñöùng. -Keû goùc 45töø meùp ngoaøi cuûa coïc daõy bieân ta xaùc ñònh ñöôïc hkhoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng vì caùc coïc ñieàu naèm trong thaùp choïc thuûng. VI.2/ Tính coát theùp - Khi tính toaùn giaù trò noäi löïc ta xem nhö ñaøi coïc laø thanh ngaøm taïi meùp coät vaø löïc taùc duïng chính laø phaûn löïc ñaàu coïc. - Taûi troïng taùc duïng leân moãi coïc trong moùng : P1 = P2 = Pmax = 63.7 (T) P5 = P6 = Pmin = 59.6 (T) P3 = P4 = Ptb = 61.64 (T) - Theo phöông caïnh daøi maët ngaøm I-I : +Momen uoán cuûa moùng: FaI = , h0 =100 -15=85 (cm) = = 38.65 (cm2) Choïn 13F20 ( Fa = 40.8 cm2 ) +Chieàu daøi 1 thanh theùp: l*= l-2a’=2.4-2*0.035=2.33 (m) +Khoaûng caùch boá trí thanh theùp daøi: b*=b-2a’=1.5-2*0.035=1.43(m) +Böôùc coát theùp caïnh daøi: a= (mm) Vaäy theùp boá trí theo phöông b laø:1320a120 chieàu daøi 1 thanh laø 2330 (mm) -Theo phöông caïnh daøi maët ngaøm II-II : Töông töï nhö treân,ta coù: (Tm) = = 23.7 (cm2) Choïn 12F16 (Fa= 24.13 cm2 ) Vaäy theùp boá trí theo phöông l laø:1216a200 chieàu daøi 1 thanh laø 1430 (mm) VII. TÍNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC -Chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc laø: 15 m, phaàn ngaøm vaøo beä laø 0.5 m -Chieàu daøi thaät cuûa coïc laø 15.5 m, goàm 2 ñoaïn 8 m vaø 7.5 m 1/ Kieåm tra khi caåu coïc -Xaùc ñònh noäi löïc: q = 0.3* 0.3 * 2500 * 1.1 = 247.5 (KG/m) Mmax = Mmin = 0.043* q * L2 = 0.043 * 247.5 * 82 = 681.12 (KGm) = = 0.024< Ao = 0.412 = 0.5*(1+)= 0.989 (cm2) → Fat = 0.9 (cm2) < Fach = 10.18 (cm2) 2/ Kieåm tra khi döïng coïc Mmax = Mmin = 0.086 * q * L2 = 0.086 * 247.5 * 82 = 1362.24 (KGm) = = 0.038 < Ao = 0.412 = 0.97 (cm2) →Fat = 1.82 (cm2) < Fach = 10.18 (cm2) => Vaäy choïn 418 laø ñaûm baûo ñieàu kieän veà vaän chuyeån vaø caåu laép cho coïc. 3/ Tính theùp laøm moùc treo - Löïc do 1 thanh theùp chòu khi caåu laép : P = * 1.2* q* L = * 1.2*247.5 * 8 = 594 (KG) Fa = = = 0.212 (cm2) → Choïn theùp 1F18 ( Fa = 2.54 cm2) D. TÍNH TOAÙN MOÙNG M2 ( TRUÏC 5 – C,D ) Taûi troïng maø ta giaûi khung ñöôïc laø taûi troïng tính toaùn.Muoán coù taûi troïng tieâu chuaån thì phaûi chia cho heä soá vöôït taûi laø 1,15. I/ Taûi troïng taùc duïng leân moùng -Vôùi moùng M1 ta coù giaù trò noäi löïc taïi chaân coät: Noäi löïc Tính toaùn Tieâu chuaån N (T) 217 189 M (Tm) 8.74 7.16 Q (T) 4.14 3.6 II/ Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc ñaøi coïc - Choïn ñöôøng kính coïc (30x30) cm - Choïn khoaûng caùch giöõa caùc coïc laø : L = (3d6d), choïn L = 3d . - Ta coù aùp löïc tính toaùn giaû ñònh leân ñaøi coïc do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra laø: = 107.21 (T/m2) = 107.21 – 1.1*2*2 = 102.81 (T/m2) -Dieän tích sô boä cuûa ñeá ñaøi: =2.11 (m2) Chọn kích thước đế đài:1.5x1.8=2.7 (m2) -Troïng löôïng ñeá ñaøi: Nttñ=1.1* Fñ * hm * = 1.1* 2.7 * 2*2 = 11.88 (T) -Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: Nott = Ntt + Nñtt = 217 + 11.88 = 229.8 (T) III/ Xaùc ñònh soá löôïng coïc 3.7 (coïc) Choïn 4 coïc Trong ñoù : =1.2-1.4 , laáy =1.4 -Khoâng xeùt ñeán heä soá nhoùm caùch giöõa caùc coïc: 3d6d neân aûnh höôûng laãn nhau giöõa caùc coïc coù theå boû qua( NEÀN vaø MOÙNG- Nguyeãn Vaên Quaûng…). -Boá trí coïc trong ñaøi nhö hình veõ: Maët baèng boá trí coïc IV/ Kieåm tra taûi troïng taùc duïng leân coïc * Kieåm tra taûi troïng taùc duïng leân ñaàu coïc daõy bieân: + Choïn dieän tích ñaøi moùng : Fñ =1.5 * 1.8 = 2.7 (m2) + Troïng löôïng tính toaùn cuûa ñaøi theo maët baèng boá trí coïc: Nñtt =1.1* Fñ * hm * = 1.1* 2.7 * 2 * 2 = 11.88 (T) Ntt = Ntt + Nñtt = 217 + 11.88= 229.8 (T) Mtt = Mtt + Qtt * hm = 8.74+ 4.14* 2 = 17.02 (Tm) xmax = 0.6 (m) = 4*0.6 = 2.4 (m) = 60.44 (T) = 58 (T) P=59.22 (T) -Kieåm tra: Pmax = 60.44 (T) < F0 = 86.84 (T) Pmin = 58 (T) > 0 ® coïc khoâng bò nhoå. Ptb = 59.22 (T) -Vì taûi troïng taùc duïng leân coïc nhoû hôn söùc chòu taûi tính toaùn cuûa coïc cho neân thieát keá coïc nhö treân laø hôïp lyù. Ta khoâng caàn kieåm tra choáng nhoå do Pmin >0. V/ Tính toaùn ñoä luùn cho moùng V.1/ Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng quy öôùc - Goùc ma saùt trong trung bình: jtb = a = jtb /4 = 18031’/4 = 4038’ - Dieän tích khoái moùng quy öôùc xaùc ñònh nhö sau: LM =L’+2Lctga => LM = 1.5 + 2 * 15 * tg(4038’) =3.93 (m) BM =B’+2Lctga => BM = 1.2 + 2 * 15 * tg(4038’) = 3.63 (m) Vaäy FM = 3.93 * 3.63= 14.27 (m2) - Chieàu cao moùng khoái quy öôùc: HM =15 + 2 = 17(m) KHOÁI MOÙNG QUI ÖÔÙC V.2/ Xaùc ñònh khoái löôïng khoái moùng quy öôùc + Troïng löôïng töø ñaùy ñaøi leân ñeán MÑTT: N1 = gtbhmFM = 2 * 2 * 14.27 = 57.08 (T) + Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc trong phaïm vi lôùp ñaát thöù 2 töø ñaùy ñaøi trôû xuoáng: N2 = gh(FM –ncFcoc) = 2.03* 4.5* ( 14.27 – 4* 0.09) = 127.07 (T) + Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc trong phaïm vi lôùp ñaát thöù 3: N3 = 2.045 * 5 * (14.27 –4 * 0.09) = 142.23 (T) + Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc trong phaïm vi lôùp ñaát thöù 4: N4 = 2.055 * 5.5 * (14.27 –4 * 0.09)= 157.22 (T) + Troïng löôïng coïc beâ toâng trong ñaát : N5 = ncgbthFcoc = 4* 2.5 * 15 * 0.09 = 13.5 (T) => Toång troïng luôïng khoái moùng quy öôùc: Ntcqu’ = 57.08+127.07+142.23+157.22+13.5 = 497.1 (T) V.3/ Xaùc ñònh aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái quy öôùc - Moâmen öùng vôùi troïng taâm moùng khoái quy öôùc laø: = 7.16+ 3.6* 17 = 68.36 (Tm) - Löïc doïc tieâu chuaån truyeàn xuoáng troïng taâm moùng khoái quy öôùc laø: åNtcqu = Ntc + Ntcqö = 189+ 497.1 = 686.1 (T) - Ñoä leäch taâm: e = = 0.099 (m) Þ Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái quy öôùc: s stcmax = 51.76 (T/m2) stcmin = 45.34 (T/m2) stctb = 48.55 (T/m2) V.4/ Xaùc ñònh cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc ( 1,1ABM g II +1,1BHMg +3DC II ) Trong ñoù: A,B,D:caùc heä soá tra baûng 2-1 trang 64,N-M,phuï thuoäc j cuûa ñaát neàn döôùi muõi coïc. jtc = 27o36’ Noäi suy ta coù caùc giaù trò : A = 0.935 ; B = 4.751 ; D = 7,24 ktc = 1 (keát quaû laáy töø keát quaû thí nghieäm); m1, m2 laø caùc heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn vaø coâng trình: m1 = 1.2, m2 = 1.22 (L/H =2.5) Lôùp ñaát döôùi muõi coïc coù : +Löïc dính ñôn vò: CII = 0.099 (T/m2) +Dung troïng ñaát taïi muõi coïc: g = 2.055 (T/m3) +Dung troïng ñaát tính töø ñaùy KMQU trôû leân: g = = = 2.044 (T/m3) → RMtc =(1.1*0.935*3.63*2.055+ 1.1*4.751*17*2.044+ 3*7.24 *0.099) = 280.24 (T/m2) +Kieåm tra : stcmax = 51.76 (T/m2) < 1,2RMtc = 336.29 (T/m2) stcmin = 45.34 (T/m2) > 0 stctb = 48.55 (T/m2) < RMtc = 280.24 (T/m2) Vaäy ñaát neàn beân döôùi ñaûm baûo ñuû khaû naêng tieáp nhaän taûi do coïc truyeàn xuoáng. V.5/ Xaùc ñònh ñoä luùn cuûa moùng - Ta seõ duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn. - ÖÙng suaát baûn thaân cuûa ñaát ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : sbt = Shigi = 2.055*17 = 34.935 (T/m2) - AÙp löïc gaây luùn : sgl = stctb - sbt = 48.55 - 34.935= 13.615 (T/m2) - Phaân boá öùng suaát trong neàn ñaát : + ÖÙng suaát do ñaát neàn : szbt = Shigi . + ÖÙng suaát do taûi troïng : szgl = kosgl Vôùi : ko = f ñöôïc tra baûng 3-7 trang 33, HDÑANM - Chia ñaát döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc thaønh nhieàu lôùp coù chieàu daøy: hi BM /5 = 3.63/5 = 0.726 (m), choïn (hi = 0.5 m) Ñieåm z (m) LM/BM 2Z/BM ko szgl (T/m2) sbtz (T/m2) 0.2sbtz (T/m2) (m) 0 0 0.000 1 13.615 34.935 6.987 1 0.5 0.275 0.975 13.275 35.963 7.193 2 1 0.551 0.906 12.335 36.991 7.398 3 1.5 0.826 0.800 10.892 38.019 7.604 4 2 1.102 0.671 9.136 39.047 7.809 5 2.5 1.377 0.556 7.570 40.075 8.015 6 3 1.653 0.453 6.168 41.103 8.221 7 3.5 1.928 0.374 5.092 42.131 8.426 Vaäy Hcn = 2.5 (m) -Giôùi haïn neàn taïi ñieåm soá 5 ôû ñoä saâu 2.5 (m) tính töø muõi coïc: szgl = 7.57 (T/m2) < 0.2*sbt = 0.2*40.075 = 8.015 (T/m2) * Tính luùn theo phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp -Modul bieán daïng cuûa lôùp ñaát 4 ñöôïc thoáng keâ trong xöû lyù ñòa chaát: E = 800 T/m2 ; b = 0.8 -Ñoä luùn ñöôïc tính bôûi coâng thöùc: S== = 0.033(m) Nhö vaäy: S = 3.3 (cm) < [Sgh ] = 8 (cm) -Kích thöôùc ñaøi coïc bxl = (1.5 x1.8) m vaø chieàu daøi coïc l= 15.5 m ñaõ thoaû yeâu caàu bieán daïng. BIEÅU ÑOÀ ÖÙNG SUAÁT GAÂY LUÙN VI/ Tính vaø boá trí theùp cho ñaøi VI.1/ Kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng -Tính toaùn theo choïc thuûng,döôùi taùc duïng cuûa phaûn löïc caùc ñaàu coïc neáu ñaøi khoâng ñuû ñoä beàn thì seõ bò choïc thuûng,theo thaùp choïc thuûng xuaát phaùt töø chaân coät vaø nghieâng 1 goùc 45so vôùi truïc ñöùng. -Keû goùc 45töø meùp ngoaøi cuûa coïc daõy bieân ta xaùc ñònh ñöôïc hkhoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng vì caùc coïc ñieàu naèm trong thaùp choïc thuûng. VI.2/ Tính coát theùp - Khi tính toaùn giaù trò noäi löïc ta xem nhö ñaøi coïc laø thanh ngaøm taïi meùp coät vaø löïc taùc duïng chính laø phaûn löïc ñaàu coïc. - Taûi troïng taùc duïng leân moãi coïc trong moùng : P1 = P2 = Pmax = 60.44 (T) P3 = P4 = Pmin = 58 (T) - Theo phöông caïnh daøi maët ngaøm I-I : +Momen uoán cuûa moùng: FaI = , h0 =70 -15 =55 (cm) = = 30.53 (cm2) Choïn 13F18 ( Fa = 33.09 cm2 ) +Chieàu daøi 1 thanh theùp: l*= l-2a’=1.8-2*0.035=1.73 (m) +Khoaûng caùch boá trí thanh theùp daøi: b*=b-2a’=1.5-2*0.035=1.43(m) +Böôùc coát theùp caïnh daøi: a= (mm) Vaäy theùp boá trí theo phöông b laø:1318a120 chieàu daøi 1 thanh laø 1730 (mm) -Theo phöông caïnh daøi maët ngaøm II-II : Töông töï nhö treân,ta coù: (Tm) = = 23.02 (cm2) Choïn 12F16 (Fa= 24.13 cm2 ) Vaäy theùp boá trí theo phöông l laø:1216a160 chieàu daøi 1 thanh laø 1430 (mm) E. TÍNH TOAÙN MOÙNG TRỤC 5-B Töông töï moùng M1. PHÖÔNG AÙN II:MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI I. CHOÏN CHIEÀU SAÂU ÑAËT ÑAØI COÏC - Chieàu saâu choân moùng so vôùi maët ñaát thieân nhieân: hm = 2 (m) (Chieàu cao ñaøi sô boä laø hñ= 1.2m, chieàu cao töø maët ñaát ñeán coå moùng laø 0.8m). - Ñaøi coïc ñöôïc caáu taïo baèng beâ toâng maùc 300, theùp AII. II. CHOÏN LOAÏI VAÄT LIEÄU VAØ KEÁT CAÁU COÏC - Choïn ñöôøng kính coïc khoan nhoài: d = 0.6 (m) Dieän tích : Ap = = 0.283 (m2) Chu vi : u = p.d = 3.14* 0.6 = 1.884 (m) - Beâ toâng maùc 300: Rn = 130 (KG/cm2) = 1300 (T/m2) - Theùp A-II: Ra = 2800 (KG/cm2) = 28000 (T/m2) - Chieàu daøi phaàn coïc ngoaøi ñaøi:16 m (muõi coïc caém vaøo lôùp thöù 4 laø lôùp caùt trung) - Ñoaïn ngaøm cuûa coïc vaøo ñaøi bao goàm : + Ñoaïn neo vaøo ñaøi : 15 (cm) + Ñoaïn theùp doïc aên saâu vaøo ñaøi :35F III. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC KHOAN NHOÀI 1/ Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu laøm coïc ® Qvl = j (m1m2Rb Fb + Ra Fa ) trong ñoù: Qvl : Söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu. j : Heä soá uoán doïc cuûa coïc, tra baûng ta ñöôïc j = 1 m1=0.85 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc khi ñoå beâ toâng qua oáng chuyeån dòch thaúng ñöùng m2=0.7: Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc keå ñeán aûnh höôûng cuaû phöông phaùp thi coâng coïc Rb = 130 (KG/cm2): Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng maùc 300 Fb = 3600 (cm2): Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc. Ra =2800 (KG/cm2) (Theùp AII). Fa = 16.09 (cm2) :Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp . ® Qvl = 1*(0.85*0.7*130*3600 + 2800*16.09) = 323512 (KG) = 323.512 (T) 2/ Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cô lí cuûa ñaát neàn Tính söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn, theo TCXD 205-1998: Qa = Trong ñoù: ktc laø heä soá an toaøn ñöôïc laáy nhö sau : ktc = 1.4 Qtc = m(mR qpAp + uSmfifsili) - m : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát, laáy m =1 - mR :heä soá laøm vieäc cuûa ñaát döôùi muõi coïc, laáy mR=1 - mfi :heä soá laøm vieäc cuûa ñaát ôû maët beân coïc, phuï thuoäc vaøo phöông phaùp taïo loã khoan, laáy theo baûng A5 (TCXD 205-1998). - qp : cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc. - fsi : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa lôùp thöù i theo maët xung quanh coïc. - hi : chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi coïc. - Ap , u : tieát dieän vaø chu vi coïc. Ta coù: m =1 ; mR =1 ; mfi =0.6 - Ñaët muõi coïc vaøo lôùp thöù 4 laø lôùp caùt haït trung coù ZR = 18 (m) - Xaùc ñònh cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát qb (T/m2): qb=0.75b(gI d Aok +a g’I h Bok) g = = = 2.045 (T/m3) Vôùi jI = 27o36 , Tra baûng A6 (TCXD 205-1998) coù noäi suy,ta ñöôïc: a = 0.582 ; b = 0.228 Aok = 18.58 ; Bok = 35.09 Vaäy: qb = 0.75*0.228*(2.055*1*18.58 + 0.582*2.045*16*35.09)=140.79 (T/m2) Ñeå tính fsi ta chia ñaát thaønh töøng lôùp vôùi chieàu daøy hi nhö hình veõ: HÌNH II.1 XAÙC ÑÒNH ZI TÖÔNG ÖÙNG TÍNH LUÙN TÌM GIAÙ TRÒ MA SAÙT BEÂN STT Teân ñaát B Z(m) hi(m) fi(T/m2) hifi (T/m) 1 Seùt pha 0.212 3 2 4.64 9.28 2 Seùt pha 0.212 5 2 5.41 10.82 3 Seùt pha 0.212 6.25 0.5 5.66 2.83 4 Caùt pha 0.405 7.5 2 3.22 6.44 5 Caùt pha 0.405 9.5 2 3.34 6.68 6 Caùt pha 0.405 11 1 3.44 3.44 7 Caùt haït trung 0 12.5 2 4.85 9.7 8 Caùt haït trung 0 14.5 2 5.05 10.1 9 Caùt haït trung 0 16.5 2 7.41 14.82 10 Caùt haït trung 0 17.75 0.5 7.59 3.79 Toång 77.9 BAÛNG II.1.TÍNH TOAÙN GIAÙ TRÒ MA SAÙT BEÂN Þ Qtc =m(mR qpAp + uSmffsili) =1*(1*140.79*0.283+1.884*0.6*77.9) =169.11 (T) Qa = == 120.79 (T) Vaäy: Qvl = 323.512 (T) > Qa = 120.79 (T) => choïn giaù trò cuûa Qa ñeå tính moùng. Þ Pc = Qa = 120.79 (T) A. TÍNH TOAÙN MOÙNG M1 ( TRUÏC 5 – A ) Taûi troïng maø ta giaûi khung ñöôïc laø taûi troïng tính toaùn.Muoán coù taûi troïng tieâu chuaån thì phaûi chia cho heä soá vöôït taûi laø 1,15. I/ Taûi troïng taùc duïng leân moùng -Vôùi moùng M1 ta coù giaù trò noäi löïc taïi chaân coät: Noäi löïc Tính toaùn Tieâu chuaån N (T) 354.2 308 M (Tm) 15.38 13.38 Q (T) 8.39 7.3 BAÛNG II.2.GIAÙ TRÒ NOÄI LÖÏC 1/ Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc ñaøi coïc - Khoaûng caùch giöõa caùc coïc laø: 3.d = 3* 0.6 = 1.8(m) - ÖÙng suaát trung bình döôùi ñeá ñaøi: = 37.28 (T/m2 ) - Dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: gtb = 2 (T/m2) - Dieän tích ñaøi coïc ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau: Fñ = 10.6 (m2) - Troïng löôïng ñaøi vaø ñaát phuû leân ñaøi ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau : Qñ = n * Fñ * gtb * hm = 1.1* 10.6* 2 * 2 = 46.8 (T) 2/ Xaùc ñònh soá löôïng coïc n== 4.65 (coïc) → Choïn n = 5 coïc - Kích thöôùc ñaøi coïc ñöôïc choïn laø : 3 x 4 m (Fñ = 12 m2) - Troïng löôïng ñaøi vaø ñaát phuû leân ñaøi: Qñ = n.Fñ.gtb.hm =1.1*12*2*2 = 52.8 (T) 3/ Caáu taïo vaø tính toaùn ñaøi coïc HÌNH II.2.CAÁU TAÏO ÑAØI COÏC HÌNH II.3MAËT BAÈNG BOÁ TRÍ COÏC - Choïn chieàu daøi coïc ngaøm vaøo ñaøi : h1= 15 (cm) -Vôùi chieàu cao ñaøi giaû ñònh laø hñ =1.2 m - Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh : Ntt = 354.2+ 52.8= 407 (T) - Taûi taùc duïng leân coïc : Pm = ± åMtt = Mtt + Qtt * 2 = 15.38 + 8.39* 2 = 32.16 (Tm) xmax = 1.4 (m) åxi2 = 4* 1.42 = 7.84 (m2) Pm = ± = 81.4 ± 5.7 pmax = 87.1 (T) pmin = 75.7 (T) ptb = = 81.4 (T) - Nhaän xeùt : pmax £ Pc = 120.79 (T), pmin > 0 - Vì taûi troïng taùc duïng leân haøng coïc bieân nhoû hôn söùc chòu taûi cuûa coïc cho neân thieát keá nhö treân laø hôïp lyù. - Vaø Pmin > 0 neân khoâng caàn kieåm tra choáng nhoå. 4/ Kieåm tra oån ñònh cuûa neàn naèm döôùi moùng khoái quy öôùc vaø kieåm tra luùn -Ñoä luùn cuûa neàn moùng coïc ñöôïc tính theo ñoä luùn cuûa khoái moùng quy öôùc. Trong ñoù : hi : chieàu daøy lôùp ñaát thöù i maø coïc ñi qua. jIIi : goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát thöù i. -Ta coù : Lôùp 2 : j = 16042’ ; h = 4.5 m Lôùp 3 : j = 10012’ ; h = 5 m Lôùp 4 : j = 27036’ ; h = 6.5 m jtb = a = jtb /4 = 1906’/4 = 4046’ - Chieàu daøi cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc : LM= a + 2.L.tg → LM = 3.4 + 2 * 16 * tg(4046’) = 6.07 (m) - Chieàu roäng cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc : BM = b + 2.L.tg → BM = 2.4 + 2 * 16 * tg(4046’) = 5.07 (m) - Dieän tích ñaùy moùng khoái quy öôùc: FM = 6.07 * 5.07 = 30.77 (m2) - Xaùc ñònh troïng löôïng moùng khoái quy öôùc : +Troïng löôïng ñaát, beâ toâng töø ñaùy ñaøi trôû leân: 2 * 30.77* 2 = 123.01 (T) +Troïng löôïng ñaát töø ñaùy ñaøi trôû xuoáng ñeán ñaùy khoái moùng qui öôùc: (2.03*4.5 + 2.045*5 + 2.055*6.5)*28.24= 923.94 (T) +Troïng löôïng caùc coïc laø: 1.1*5*0.36*16*2.5 = 79.2 (T) →Vaäy: Qmqö = 123.01 + 923.94 + 79.2 = 1126.15 (T) HÌNH II.4.KHOÁI MOÙNG QUI ÖÔÙC a) AÙp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy moùng khoái quy öôùc - Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát döôùi muõi coïc ñöôïc tính theo coâng thöùc: Rm = (A.Bm.gII +B.Hm.g’II + D.CII) Trong ñoù: Ktc = 1 (heä soá ñoä tin caäy,tieán haønh khoan khaûo saùt ôû hieän tröôøng) m1, m2 :heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn vaø daïng keát caáu coâng trình taùc ñoäng qua laïi vôùi neàn ñaát) m1 = 1.2 (ñaát caùt haït trung). m2 = 1.22 (ñaát caùt laãn buïi laãn seùt, L/H=2.5) Hm = 18 (m) CII = 0.099 (T/m2) g’II : Dung troïng trung bình cuûa ñaát töø ñaùy moùng khoái qui öôùc trôû leân. g = = = 2.045 (T/m3) Vôùi jtc = 27o36’ noäi suy ta coù caùc giaù trò : A = 0.935; B = 4.751; D = 7.24 Rm = * (0.935*5.07*2.055 + 4.751*18*2.045 + 7.24* 0.099) Rm = 271.34 (T/m2) - ÖÙng suaát trung bình thöïc teá döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc : stbtc = = = 46.39 (T/m2) Ta coù : stb < Rm=271.34 (T/m2) , ñaát neàn döôùi ñaùy moùng ñuû khaû naêng chòu löïc. -ÖÙng suaát cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc: stcmax,min = ± =± = 46.39 ± 0.35 stcmax = 46.74 (T/m2) < 1.2*Rm = 325.61 (T/m2) stcmin = 46.04 (T/m2) > 0 Vaäy ñaát neàn döôùi ñaùy khoái moùng qui öôùc oån ñònh. b) Tính luùn theo phöông phaùp phaân taàng coäng luùn - Duøng phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp. S=åsi ; si = *h *Tính luùn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc : Lm = 6.07 (m), Bm = 5.07 (m) - Aùp löïc baûn thaân taïi muõi coïc : sbt = Shigi = 2.055*18 = 36.99 (T/m2) - Aùp löïc gaây luùn taïi taâm dieän tích ñaùy moùng khoái qui öôùc : Pgl = stbtc - sbt = 46.39 – 36.99 = 9.4 (T/m2) - Taïi giöõa moãi lôùp ñaát, ta xaùc ñònh caùc trò soá : + sbt = å(gi.hi) : Aùp löïc baûn thaân + szgl = ko.pgl : Aùp löïc gaây luùn + sztb = (szigl + szi+1gl)/2 Trò soá ko tra baûng öùng vôùi 2z/B vaø tyû soá : (z tính töø ñaùy moùng khoái qui öôùc) - Chia neàn ñaát döôùi muõi coïc thaønh caùc lôùp coù chieàu daøy : hi £ =, laáy hi = 0.5 (m) - Chia neàn thaønh caùc lôùp daøy 0.5 m, laäp baûng tính nhö sau : STT Ñoäsaâu z (m) 2z/B k0 sgl (T/m2) sbt (T/m2) 0.2sZbt (T/m2) 0 0 0._.