Tài liệu Thiết kế môn học nền móng

ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng PHÇN I B¸O C¸O KH¶O S¸T §ÞA CHÊT C¤NG TR×NH I. CÊu tróc ®Þa chÊt vµ ®Æc ®iÓm c¸c líp ®Êt C¸c ký hiÖu sö dông trong tÝnh to¸n:  s n W WL Wp a k n e Sr c   : Träng lîng riªng cña ®Êt tù nhiªn (kN/m3) : Träng lîng riªng cña h¹t ®Êt (kN/m3 : Träng lîng riªng cña níc (  3 n=9.81kN/m ) : §é Èm (%) : Giíi h¹n ch¶y (%) : Giíi h¹n dÎo (%) : HÖ sè nÐn (m2/kN) : HÖ sè thÊm (m/s) : §é rçng : HÖ sè rçng : §é b·o : Lùc dÝnh ®¬n vÞ (kN/m2) : Tû träng cña ®Êt (®é) : Tû träng cña ®Êt T¹i lç khoan BH3, khoan xuèng cao ®é lµ - 40m, gÆp 4 líp ®Êt nh sau:  Líp 1: Líp 1 lµ líp c¸t bôi,mµu x¸m,x¸m ®en kÕt cÊu rÊt rêi r¹c. ChiÒu dµy cña líp x¸c ®Þnh ®îc ë BH3 lµ 4.30m, cao ®é mÆt líp lµ 0.00m, cao ®é ®¸y lµ -4.30m. ChiÒu s©u xãi cña líp ®Êt nµy lµ 2.40m.  Líp 2: Líp 2 lµ líp sÐt mµu x¸m n©u,x¸m ®en,tr¹ng th¸i ch¶y, ph©n bè díi líp 1. ChiÒu dµy cña líp lµ 3.90m, cao ®é mÆt líp lµ -4.30, cao ®é ®¸y lµ -8.20m.Líp ®Êt cã ®é Èm W = 52.2% ,®é b·o hoµ Sr = 99.2.co ®é sÖt IL= 1.42.  Líp 3: 1 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng Líp thø 3 gÆp ë BH3 lµ líp c¸t h¹t nhá mµu x¸m,kÕt cÊu chÆt võa, ph©n bè díi líp 2. ChiÒu dµy cña líp lµ 28.80 m, cao ®é mÆt líp lµ -8.20 m, cao ®é ®¸y líp lµ -37.0m.  Líp 4: Líp thø 4 lµ líp c¸t h¹t trung, mµu x¸m, kÕt cÊu rÊt chÆt, ph©n bè díi líp 3. ChiÒu dµy cña líp lµ 3.00 m, cao ®é mÆt líp lµ -37.0m, cao ®é ®¸y líp lµ -40.0m. II. NhËn xÐt vµ kiÕn nghÞ Theo tµi liÖu kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ph¹m vi nghiªn cøu vµ qui m« c«ng tr×nh dù kiÕn x©y dùng, ta cã mét sè nhËn xÐt vµ kiÕn nghÞ sau:  NhËn xÐt: + §iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh trong ph¹m vi kh¶o s¸t nh×n chung lµ kh¸ phøc t¹p, cã nhiÒu líp ®Êt ph©n bè vµ thay ®æi kh¸ phøc t¹p. + Líp ®Êt sè 1, 2 lµ líp ®Êt yÕu do chØ sè xuyªn tiªu chuÈn vµ søc chÞu t¶i nhá, líp 3 cã trÞ sè SPT trung b×nh, líp 4 cã trÞ sè SPT vµ søc chÞu t¶i kh¸ cao. + Líp ®Êt sè 2 dÔ bÞ lón sôt khi x©y dùng trô cÇu t¹i ®©y.  KiÕn nghÞ + Víi c¸c ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt c«ng tr×nh t¹i ®©y, nªn sö dông gi¶i ph¸p mãng cäc ma s¸t b»ng BTCT cho c«ng tr×nh cÇu vµ lÊy líp ®Êt sè 3 lµm tÇng tùa cäc. + Nªn ®Ó cho cäc ngËp s©u vµo líp ®Êt sè 3 ®Ó tËn dông kh¶ n¨ng chÞu ma sat cña cäc. 2 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng PHÇN II THIÕT KÕ KÜ THUËT Bè trÝ chung c«ng tr×nh Dä c c Çu Nga ng c Çu +9.60(C§§T) 450 25 150 25 120 25 170 125 620 960 620 800 +3.90(MNTT) +2.80(MNTN) 125 960 150 25 60 80 60 80 +8.80(MNCN) 170 170 200 200 +2.00(C§§B) 0.00(C§§AB) 5@120=600 50 50 50 700 3@120=360 460 0.00(C§M§) 50 -1.70(M§SX) -1.70(M§SX) SÐt pha -5.20 24 cäc BTCT 450 X 450 L =29.00 m C¸t h¹t nhá -14.20 SÐt pha -18.50 C¸t h¹t nhá -28.00 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 700 P3 500 P2 800 P1 50 50 5@120=600 50 150 460 3@120=360 50 150 -28.00 700 460 mÆt b»n g c ä c mÆt b»n g t r ô 3 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng I. Lùa chän kÝch thíc c«ng tr×nh 1.1. Lùa chän kÝch thíc vµ cao ®é bÖ cäc  Cao ®é ®Ønh trô (C§§T) Theo sè liÖu bµi cho: MNCN: Mùc níc cao nhÊt, MNCN = 3.00m MNTT : Mùc níc thÊp nhÊt, MNTT = 1.50m. S«ng kh«ng th«ng thuyÒn.. => Cao ®é ®Ønh trô: C§§T = MNCN + 0.5 = 3.0 + 0.5 = +3.5m..  Cao ®é ®Ønh bÖ (C§§B) Cao ®é ®Ønh bÖ  MNTN - 0.5m = 1.5 - 0.5 = 1m. => Chän cao ®é ®Ønh bÖ: C§§B = +1.0m.  Cao ®é ®¸y bÖ (C§§AB) Cao ®é ®¸y bÖ = C§§B - Hb Hb : ChiÒu dµy bÖ mãng (Hb = 1.5m 2m). Chän Hb = 2 m => Cao ®é ®¸y bÖ: C§§AB = 1.0 - 2.0 = -1.0 m VËy chän c¸c th«ng sè thiÕt kÕ nh sau: C ao ®é ®Ø nh trô Httr = ? Httr = ? MNTT MNTN b=? 450 Cao ®é ®Ønh trô b=? Hb = ? a =? Hb = ? a =? 150 25 Htt 25 120 25 60 80 800 60 80 170 : C§§T = + 3.5m. 4 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng Cao ®é ®Ønh bÖ : C§§B = + 1.0m Cao ®é ®¸y bÖ lµ : C§§AB = -1.0m BÒ dÇy bÖ mãng : Hb = 2 m. 1.2. Chän kÝch thíc cäc vµ cao ®é mòi cäc  Theo tÝnh chÊt cña c«ng tr×nh lµ cÇu cã t¶i träng truyÒn xuèng mãng lµ lín, ®Þa chÊt cã líp ®Êt chÞu lùc n»m c¸ch mÆt ®Êt 8.2m vµ kh«ng ph¶i lµ tÇng ®¸ gèc, nªn chän gi¶i ph¸p mãng lµ mãng cäc ma s¸t BTCT.  Chän cäc bª t«ng cèt thÐp ®óc s½n, cäc cã kÝch thíc lµ 0.45x0.45m; ®îc ®ãng vµo líp sè 3 lµ líp c¸t h¹t nhá, kÕt cÊu chÆt võa. Cao ®é mòi cäc lµ -29.00m. Nh vËy cäc ®îc ®ãng vµo trong líp ®Êt sè 3 cã chiÒu dµy lµ 20.8m.  ChiÒu dµi cña cäc (Lc) ®îc x¸c ®Þnh nh sau: Lc = C§§B - Hb - C§MC Lc = 1.0 - 2.0 - (- 29.0) = 28.00 m. Trong ®ã: C§§B = 1.00 m : Cao ®é ®Ønh bÖ. Hb = 2.00 m : ChiÒu dµy bÖ mãng C§MC = -29.00m : Cao ®é mòi cäc. Lc 29  KiÓm tra: d  0.45  64.44 < 70 => Tho¶ m·n yªu cÇu vÒ ®é m¶nh.  Tæng chiÒu dµi ®óc cäc sÏ lµ: L = L c + 1m = 28.00 + 1m = 29.00m. Cäc ®îc tæ hîp tõ 3 ®èt cäc víi tæng chiÒu dµi ®óc cäc lµ: 28m = 10m +10m + 9m. Nh vËy hai ®èt th©n cäc cã chiÒu dµi lµ 10m ; ®èt mòi cã chiÒu dµi 9m. C¸c ®èt cäc sÏ ®îc nèi víi nhau b»ng hµn trong qu¸ tr×nh thi c«ng ®ãng cäc. II. LËp c¸c tæ hîp t¶i träng ThiÕt kÕ 2.1. Träng lîng b¶n th©n trô 2.1.1. TÝnh chiÒu cao th©n trô 5 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng ChiÒu cao th©n trô Htr: Htr = C§§T - C§§B - CDMT Htr = 3.5 - 1.0 - 1.4 = 1.1m.. Trong ®ã: Cao ®é ®Ønh trô : C§§T = + 3.5m. Cao ®é ®Ønh bÖ : C§§B = + 1.0m ChiÒu dµy mò trô : CDMT = 0.8+0.6 = 1.4m C ao ®é ®Ø nh trô V1 V2 30 2.1.2. ThÓ tÝch toµn phÇn (kh«ng kÓ bÖ cäc) C ao ®é ®¸y dÇm V1 V2 Htt MNC N V3 V3 MNTT MNTN ThÓ tÝch trô toµn phÇn Vtr : Vtr = V1 + V2 + V3 8 x1.7 x 0.8  = (8  4.5  0.25 x 2) x1.2 2 x1.7 x 0.6  (  3.3 x1.2) x1.1 2 4 = 10.88 + 6.63 + 5.6 = 23.11 m3. 2.1.2. ThÓ tÝch phÇn trô ngËp níc (kh«ng kÓ bÖ cäc) ThÓ tÝch trô ngËp níc Vtn: Vtn = Str x (MNTN - C§§B) = ( x1.2 2 4  3.3 x1.2) x (1.5  1.0)  2.545m 3 Trong®ã: MNTN = 1.5 m : Mùc níc thÊp nhÊt C§§B Str = 1.0 m : Cao ®é ®Ønh bÖ : DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang th©n trô (m2) 6 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng 2.2. LËp c¸c tæ hîp t¶i träng thiÕt kÕ víi MNTN C¸c tæ hîp t¶i träng ®Ò bµi ra nh sau: T¶i träng §¬n vÞ TTGHSD - TÜnh t¶i th¼ng kN 5500 ®øng N oh - Ho¹t t¶i th¼ng kN 3800 ®øng H oh - Ho¹t t¶i n»m ngang kN 120 M o - Ho¹t t¶i m«men KN.m 650 HÖ sè t¶i träng: Ho¹t t¶i n = 1.75 TÜnh t¶i: n = 1.25 bt = 24,50 kN/m3 : Träng lîng riªng cña bª t«ng No t n = 9,81 kN/m3 : : Träng lîng riªng cña níc 2.2.1. Tæ hîp t¶i träng theo ph¬ng ngang cÇu ë TTGHSD  T¶i träng th¼ng ®øng tiªu chuÈn ngang cÇu: o o N SD 1  N h  (N t   btxVtr )   nxVtn = 3800 + (5500 + 24.50x23.11) – 9.81x2.545 = 9841.23 kN  T¶i träng ngang tiªu chuÈn ngang cÇu: H1SD = Ho = 120 kN  M«men tiªu chuÈn ngang cÇu: M 1SD  M o  H ohx(C§ § T  C§ § B)  650  120 x (3.5  1.0) = 950 kN.m 2.2.2. Tæ hîp t¶i träng theo ph¬ng ngang cÇu ë TTGHC§  T¶i träng th¼ng ®øng tÝnh to¸n ngang cÇu N1C§  1.75xNoh  1.25x(N ot   btxVtr)   nxVtn = 1.75x3800 + 1.25x(5500 + 24.50x23.11) – 9.81x2.545 = 14207.78kN  T¶i träng ngang tÝnh to¸n ngang cÇu: H1C § = 1.75x H oh = 1.75x120 =210 kN.  M«men tÝnh to¸n ngang cÇu: 7 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng M 1C§  1.75xM o  1.75xHohx(C§ § T  C§ § B)  1.75 x 650  1.75 x120 x (3.5  1.0) = 1662.5kN.m Tæ hîp t¶i träng thiÕt kÕ T¹I §ØNH BÖ T¶i träng T¶i träng th¼ng ®øng T¶i träng ngang M«men §¬n vÞ TTGHSD kN 9841.23 kN kN.m 120 950 TTGHC§ 14207.7 8 210 1662.5 iii. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i däc trôc cña cäc 3.1. Søc kh¸ng nÐn däc trôc theo vËt liÖu PR  Chän vËt liÖu: + Cäc bª t«ng cèt thÐp, tiÕt diÖn cña cäc h×nh vu«ng: 0.45m x 0.45m + Bª t«ng cã fc' = 30MPa + ThÐp ASTM A615, cã fy = 420 MPa  Bè trÝ cèt thÐp trong cäc : + Cèt chñ : Chän 8#22, bè trÝ xuyªn suèt chiÒu dµi cäc. + Cèt ®ai : Chän thÐp  8 8 §êng s¾t K47 450 50 2@175=350 50 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng 50 2@175=350 50 450 MÆt c¾t ngang cäc BTCT  Søc kh¸ng nÐn däc trôc theo vËt liÖu: PR Dïng cèt ®ai thêng, ta cã: PR = xPn = x0.8x{0.85x fc' x(Ag – Ast) + fyxAst} Trong ®ã:  : HÖ sè søc kh¸ng cña bª t«ng,  = 0.75 : Cêng ®é nÐn quy ®Þnh cña bª t«ng ë tuæi 28 fc' ngµy (MPa) fy : Giíi h¹n ch¶y tèi thiÓu quy ®Þnh cña thanh cèt thÐp (MPa). Ag : DiÖn tÝch mÆt c¾t nguyªn cña cäc, A g = 450x450 = 2025000mm2 Ast VËy: PR : DiÖn tÝch cèt thÐp, Ast = 8x387=3096mm2 = 0.75x0.8x{0.85x30x(202500– 3096) + 420x3096} = 3831073.2 N  3831.1KN. 3.2. Søc kh¸ng nÐn däc trôc theo ®Êt nÒn QR Søc kh¸ng nÐn däc trôc theo ®Êt nÒn: QR = Víi: Qs  qs.A s ;  qpQp   qsQs Qp  qp .A p Trong ®ã: Qp : Søc kh¸ng mòi cäc (MPa) qp : Søc kh¸ng ®¬n vÞ mòi cäc (MPa) Qs : Søc kh¸ng th©n cäc (MPa) 9 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng qs : Søc kh¸ng ®¬n vÞ th©n cäc (MPa) Ap : DiÖn tÝch mòi cäc (mm2) As : DiÖn tÝch bÒ mÆt th©n cäc (mm2)  qp : HÖ sè søc kh¸ng ®èi víi søc kh¸ng mòi cäc  qs : HÖ sè søc kh¸ng ®èi víi søc kh¸ng th©n cäc  qs  0.7 v trong ®Êt sÐt víi  v  0.8 ta cã:  qs  0.56  qs  0.45 v trong ®Êt c¸t víi  v  0.8 ta cã:  qs  0.36  q  0.45 v trong ®Êt c¸t víi  v  0.8 ta cã:  q  0.36 3.2.1. Søc kh¸ng th©n cäc Qs Do th©n cäc ngµm trong 4 líp ®Êt, cã c¶ líp ®Êt dÝnh vµ líp ®Êt rêi, nªn ta tÝnh Qs theo hai ph¬ng ph¸p: §èi víi líp ®Êt c¸t: TÝnh theo ph¬ng ph¸p SPT §èi víi líp ®Êt sÐt: TÝnh theo ph¬ng ph¸p   §èi víi líp ®Êt sÐt: Theo ph¬ng ph¸p , søc kh¸ng ®¬n vÞ th©n cäc qs nh sau: qs  Su Trong ®ã: Su: Cêng ®é kh¸ng c¾t kh«ng tho¸t níc trung b×nh (Mpa), Su = Cuu Db vµ hÖ sè D dÝnh ®îc tra b¶ng theo tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu 22TCN 272-05 .  : HÖ sè kÕt dÝnh phô thuéc vµo S u vµ tû sè §ång thêi ta còng tham kh¶o c«ng thøc x¸c ®Þnh  cña API nh sau : - NÕu Su  25 Kpa    1.0  Su  25KPa - NÕu 25 Kpa < Su < 75 Kpa    1 0.5 50KPa    - NÕu Su  75 Kpa    0.5 Líp 2 : Ta cã: Su = 17.2KN/m 2 = 17.2Kpa = 0.0172Mpa. 10 Db  3.90m §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng Ta cã:  =1.00 §é Tªn líp u s©u dµy (m) Líp 2 Cêng ®é ChiÒ (m) 4.3 Chu kh¸ng vi c¾t (m) Su qS HÖ sè Qs (N/mm  (N) 2 ) (N/mm2) 3.9 1.8 1.00 0 0.0172 0.0172 12077 4  §èi víi líp ®Êt c¸t: Søc kh¸ng th©n cäc Qs nh sau: Qs = qs x As vµ qs = 0.0019 N Trong ®ã : As : DiÖn tÝch bÒ mÆt th©n cäc (mm2) N : Sè ®Õm bóa SPT trung b×nh däc theo th©n cäc (bóa/300mm) Ta cã b¶ng : Tªn líp Líp 1 §é s©u ChiÒ u dµy Chu vi ChØ sè SPT ChØ sè SPT trung b×nh 0 0 1.8 0 0 2 2 1.8 2 2 4 2 1.8 2 2  Líp3 8.2 0 1.8 0 0 10 1.8 1.8 8 8 13 16 3 3 1.8 1.8 11 11 11 11 11 qs Asi Qsi 0 0 0 0.00 360000 4 0 13680 0.00 360000 4 0 13680 2736 0 0 0 0 0.01 324000 5 0 49248 0.02 540000 11286 1 0 0 0.02 540000 11286 1 0 0 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng 19 3 1.8 14 14 22 3 1.8 20 20 24 2 1.8 12 12 27 3 1.8 22 22 0.02 7 0.03 8 0.02 3 0.04 2 540000 0 540000 0 360000 0 540000 0 14364 0 20520 0 82080 22572 0 9316 08 VËy søc kh¸ng th©n cäc nh sau: HÖ sè søc kh¸ng Q qs Líp (N)  qsQqs (N)  qs 1 27360 0.36 2 120774 0.56 3 931608 0.36 9849.6 67633.4 4 335378. 88 412861 .9 Tæng 3.2.2. Søc kh¸ng mòi cäc Qp Søc qp  kh¸ng mòi cäc 0.038N corrDb ql D   Qp: Qp = qp  1.92 Víi: N corr  0.77log   '  N  v   10 Trong ®ã: Ap : DiÖn tÝch mòi cäc (mm2). 12 §êng s¾t K47 x Ap vµ ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng Ncorr: Sè ®Õm SPT gÇn mòi cäc ®· hiÖu chØnh cho ¸p lùc ' tÇng phñ,  v :  'v Ứng suÊt cã hiÖu (N/mm2),  : Ứng suÊt tæng (KN/m2) u : Áp lùc níc lç rçng øng víi MNTN = 1.5m N : Sè ®Õm SPT ®o ®îc (bóa/300mm) D : ChiÒu réng hay ®êng kÝnh cäc (mm) Db : ChiÒu s©u xuyªn trong tÇng ®Êt chÞu lùc ( líp ®Êt 3) (mm) ql : Søc kh¸ng ®iÓm giíi h¹n (MPa) ql = 0.4Ncorr cho c¸t vµ ql = 0.3Ncorr cho bïn kh«ng dÎo '  TÝnh  v : 1 3  h1   dn2  h2   dn  h3  ' =  dn Trong ®ã: 1  dn : träng lîng thÓ tÝch ®Èy næi cña líp ®Êt 1. 2  dn : träng lîng thÓ tÝch ®Èy næi cña líp ®Êt 2. 3  dn : träng lîng thÓ tÝch ®Èy næi cña líp ®Êt 3. h1 ; h2 ; h3 t¬ng øng lµ bÒ dµy líp ®Êt 1, 2, 3 Ta cã:  dn =    1   n 1 e Víi :  : tû träng cña tõng líp ®Êt.  n : träng lîng thÓ tÝch cña níc = 9.81 KN/m3 e: hÖ sè rçng tù nhiªn cña líp ®Êt t¬ng øng. C¨n cø vµo sè liÖu thÝ nghiÖm cña tõng líp ®Êt ta thÊy  cña c¸c líp ®Êt ®Òu b»ng nhau:  s 26.7   2.72  =  n 9.81 Suy ra: 1  dn =  dn2 =    1   n   2.72  1  9.81  8.28( KN / m3 ) 1  e1    1   n 1  e2  1  1.04  2.72  1  9.81 1  1.405  7.02( KN / m3 ) 13 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng 3  dn =    1   n   2.72  1  9.81  8.65( KN / m3 ) 1  e3 Ta cã:  KN/m 2 1  0.952   1 ( h1  h x )   2 h2   3 h3 = 8..28x(4.3-2.4) + 7.02x3.9 + 8.65x20.8 = 223.03 ' VËy:  v  223.03 KN/m2 = 0.223 N/mm2  TÝnh Ncorr: Ta cã: N = 23, D = 450mm, Ap = 202500mm2 Db =28m = 28000mm Thay sè vµo ta cã:   1.92   N corr  0.77 log    23  16.56 10  0.223    qp  0.038 x16.56 x 28000  39.2 N / mm 2 450 q l  0.4 N corr  0.4  16.56  6.624 N/ mm2 < qp = 39.2N/mm2 Chän: qp = 6.624 N/mm2 =>  qpQp =0.36 x 6.624 x 202500 = 482889.6 N VËy søc kh¸ng nÐn däc trôc theo ®Êt nÒn: QR =412861.9+482889.6 = 895752N  895.75 KN 3.3. Søc kh¸ng däc trôc cña cäc ®¬n Ptt Søc kh¸ng däc trôc cña cäc ®¬n ®îc x¸c ®inh nh sau: Ptt  min( PR ,Q R )=min(3831.1; 895.75) = 895.75 KN iV. chän sè lîng cäc vµ bè trÝ cäc trong mãng 4.1. TÝnh sè lîng cäc n: Sè lîng cäc n ®îc x¸c ®Þnh nh sau: n N Ptt Trong ®ã: N : T¶i träng th¼ng ®øng ë TTGHC§ (KN). Ptt Thay sè: n : Søc kh¸ng däc trôc cña cäc ®¬n (KN). 14207.78  15.86 . 895.75 Chän n = 24 cäc. 14 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng 4.2. Bè trÝ cäc trong mãng 4.2.1. Bè trÝ cäc trªn mÆt b»ng Tiªu chuÈn 22TCN 272 – 05 quy ®Þnh:  Kho¶ng c¸ch tõ mÆt bªn cña bÊt k× cäc nµo tíi mÐp gÇn nhÊt cña mãng ph¶i lín h¬n 225mm.  Kho¶ng c¸ch tim ®Õn tim c¸c cäc kh«ng ®îc nhá h¬n 750mm hoÆc 2.5 lÇn ®êng kÝnh hay bÒ réng cäc, chän gi¸ trÞ nµo lín h¬n Víi n = 24 cäc ®îc bè trÝ theo d¹ng líi « vu«ng trªn mÆt b»ng vµ ®îc bè trÝ th¼ng ®øng trªn mÆt ®øng, víi c¸c th«ng sè : + Sè hµng cäc theo ph¬ng däc cÇu lµ 6. Kho¶ng c¸ch t×m c¸c hµng cäc theo ph¬ng däc cÇu lµ 1200 mm. + Sè hµng cäc theo ph¬ng ngang cÇu lµ 4. Kho¶ng c¸ch tim c¸c hµng cäc theo ph¬ng ngang cÇu lµ 1200 mm. + Kho¶ng c¸ch tõ tim cäc ngoµi cïng ®Õn mÐp bÖ theo c¶ 50 3@ 120=360 50 460 hai ph¬ng däc cÇu vµ ngang cÇu lµ 500 mm. P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 50 5@120=600 50 700 4.2.2. TÝnh thÓ tÝch bÖ Víi 24 cäc bè trÝ nh h×nh vÏ, ta cã c¸c kÝch bÖ lµ: 4600mm x 7000mm. Trong ®ã : a = 1700mm. b = 1250mm. 15 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng ThÓ tÝch bÖ lµ: Vb = 7000x4600x2000 = 64.4x109mm3 = 64.4m3. 4.3. Tæ hîp t¶i träng t¸c dông lªn ®¸y bÖ 4.3.1. Tæ hîp hîp träng ë TTGHSD T¶i träng th¼ng ®øng: SD N SD 2  N1  ( bt   n )xVb = 9841.23 + (24.5 - 9.81)x64.4 = 10787.27KN T¶i träng ngang: SD HSD 2  H1  120.00 KN. M«men SD SD M SD 2  M 1  H1 xHb = 950+ 120x2 = 1190KN.m 4.3.2. Tæ hîp hîp träng ë TTGHC§ T¶i träng th¼ng ®øng: N C2§  N1C§  (1.25x bt   n )xVb = 14207.78 + (1.25x24.5 - 9.81)x64.4=15548.27KN T¶i träng ngang: H C2 §  H1C §  210 KN. M«men M C2 §  M 1C §  H1C§ xHb = 1662.5+ 210x2 = 2082.5KN.m Tæ hîp t¶i träng t¸c dông L£N §¸Y BÖ §¬n vÞ TTGHSD TTGHC§ kN 10787.2 7 15548.2 7 T¶i träng ngang kN 120.00 210.00 M«men kN.m 1190 2082.5 T¶i träng T¶i träng ®øng th¼ng V. kiÓm to¸n theo tr¹ng th¸i giíi h¹n cêng ®é i 5.1. KiÓm to¸n søc kh¸ng däc trôc cña cäc ®¬n 5.1.1. TÝnh néi lùc t¸c dông ®Çu cäc 16 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng Sö dông ch¬ng tr×nh FB – PIER V3 ta tÝnh ®îc néi lùc cña cäc nh sau: *** Maximum pile forces *** Max shear in 2 direction 0.2045E+02 KN 1 0 12 Max shear in 3 direction 0.4696E+01 KN 1 0 22 Max moment about 2 axis 0.1172E+01 KN-M 1 0 22 Max moment about 3 axis -0.4186E+01 KN-M 1 0 12 Max axial force -0.7764E+03 KN 1 0 9 Max torsional force 0.0000E+00 KN-M 0 0 0 Max demand/capacity ratio 0.2303E+00 1 0 11 VËy, Nmax = 776.4KN. 5.1.2. KiÓm to¸n søc kh¸ng däc trôc cña cäc ®¬n C«ng thøc kiÓm to¸n: N max  N  Ptt Trong ®ã: Nmax: Néi lùc lín nhÊt t¸c dông lªn ®Çu cäc (lùc däc trôc). N : Träng lîng b¶n th©n cäc (kN) Ptt : Søc kh¸ng däc trôc cña cäc ®¬n (kN). Ta cã: Ptt = 895.75KN. N  Lc .d 2 .( bt   n )  29 x 0.452 x (24.5  9.81)  86.3KN VËy: N max N =776.4 + 86.3 = 862.7 KN  Ptt = 895.75 KN => §¹t 17 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng 5.2. KiÓm to¸n søc kh¸ng däc trôc cña nhãm cäc C«ng thøc kiÓm to¸n søc kh¸ng däc trôc cña nhãm cäc : Vc  QR   gQg =  g 1 Qg1 +  g 2 Qg2 Trong ®ã: VC : Tæng lùc g©y nÐn nhãm cäc ®· nh©n hÖ sè. V C = 15548.27 (kN) QR : Søc kh¸ng ®ì däc trôc tÝnh to¸n cña nhãm cäc. g : HÖ sè søc kh¸ng ®ì cña nhãm cäc. : Søc kh¸ng ®ì däc trôc danh ®Þnh cña nhãm cäc . Qg g1, g2 : HÖ sè søc kh¸ng ®ì cña nhãm cäc trong ®Êt dÝnh, ®Êt rêi. Qg1, Qg2 : Søc kh¸ng ®ì däc trôc danh ®Þnh cña nhãm cäc trong ®Êt dÝnh, ®Êt rêi. 5.2.1. Víi ®Êt dÝnh Qg1 = min{xTæng søc kh¸ng däc trôc cña c¸c cäc ®¬n; søc kh¸ng trô t¬ng ®¬ng} = min{Q1; Q2} Víi:  HÖ sè h÷u hiÖu Q1 : xTæng søc kh¸ng däc trôc cña c¸c cäc ®¬n trong ®Êt Q2 : Søc kh¸ng trô t¬ng ®¬ng dÝnh. . Søc kh¸ng ®ì cña ph¸ ho¹i khèi ®îc x¸c theo c«ng thøc: 18 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng Q2 =  2X  2Y  ZS u  XYN c S u Trong ®ã: X : ChiÒu réng cña nhãm cäc Y : ChiÒu dµi cña nhãm cäc Z : ChiÒu s©u cña nhãm cäc NC : HÖ sè phô thuéc tû sè Z/X : Cêng ®é chÞu c¾t kh«ng tho¸t níc däc theo chiÒu s©u cäc (MPa). Su : Cêng ®é chÞu c¾t kh«ng tho¸t níc ë ®¸y mãng Su (MPa). Do hiÖn nay theo quy tr×nh cña cha cã c«ng thøc ®Çy ®ñ ®Ó tÝnh to¸n cho cäc ngµm vµo c¸c líp ®Êt kh«ng ®ång nhÊt.Vµ víi thiÕt kÕ cäc co l = 29m ngµm s©u vµo tÇng chÞu lùc(líp thø 3) mét ®o¹n l = 20.8m.Ta chØ huy ®éng kiÓm to¸n søc kh¸ng cu¶ nhãm cäc trong líp thø 3. Ta cã : Víi ®Êt rêi Qg2 =  x Tæng søc kh¸ng däc trôc cña c¸c cäc ®¬n Trong ®ã:   HÖ sè h÷u hiÖu lÊy =1  Søc kh¸ng th©n cäc cña cäc ®¬n ë líp 3lµ: Qs3 = 931608 N VËy: Tæng søc kh¸ng th©n cäc cña nhãm cäc trong ®Êt c¸t:  Qs  nxQs 3  24 x931608  22358592N  22358.6 KN  Mòi cäc ®Æt t¹i cao ®é -29m cña líp 3, søc kh¸ng mòi cäc cña nhãm cäc:  Q p  nxQ p  24 x 6.624 x 202500  32192640N  32192.64 KN Do ®ã: Qg2 = 22358.6 + 32192.64 = 54551.24 KN g2= HÖ sè søc kh¸ng cña cäc ®¬n, g2 = 0.36 VËy søc kh¸ng däc trôc cña nhãm cäc: QR = 0.36 x 54551.24 = 19638.4464 KN > VC = 15548.27 KN 𠧹t 19 §êng s¾t K47 ThiÕt kÕ m«n häc nÒn mãng VI. kiÓm to¸n theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông 6.1. X¸c ®Þnh ®é lón æn ®Þnh Do líp ®Êt 1, 2, 3, lµ c¸c líp ®Êt yÕu, líp ®Êt 4 lµ líp ®Êt tèt nªn ®é lón æn ®Þnh cña kÕt cÊu mãng ®îc x¸c ®Þnh theo mãng t¬ng ®¬ng, theo s¬ ®å nh h×nh vÏ: 20 §êng s¾t K47