Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp - Lương Thế Kông - Thầy Lưu Trường Văn

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD1: TS. Lưu Trường Văn – GVHD2: TS. Lương Văn Hải

SVTH : Lương Thế Kông MSSV : 20761162

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH ............................................................. 1

1.1. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ............................................................... 1

1.2. VỊ TRÍ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH ......................................................... 1

1.2.1. Vị trí công trình ................................................................................................ 1

1.2.2. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................. 1

CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ...................................................................... 3

2.1. CƠ SỞ THỰC HIỆN ............................................................................................... 3

2.1.1. Tiêu chuẩn kiến trúc .......................................................................................... 3

2.1.2. Tiêu chuẩn kết cấu ............................................................................................ 3

2.1.3. Tiêu chuẩn điện, chiếu sang, chống sét .............................................................. 4

2.1.4. Tiêu chuẩn về cấp thoát nước ............................................................................ 4

2.1.5. Tiêu chuẩn về phòng cháy chữa cháy ................................................................ 5

2.2. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC ........................................................................................ 5

2.2.1. Quy mô công trình ............................................................................................ 5

2.2.2. Chức năng của các tầng .................................................................................... 5

2.2.3. Giải pháp đi lại ................................................................................................. 5

2.2.4. Giải pháp thông thoáng..................................................................................... 5

2.3. GIẢI PHÁP KẾT CẤU ............................................................................................ 6

2.4. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ......................................................................................... 6

2.4.1. Hệ thống điện .................................................................................................... 6

2.4.2. Hệ thống nước .................................................................................................. 6

2.4.3. Hệ thống cháy nổ .............................................................................................. 7

2.4.4. THU GOM VÀ XỬ LÝ RÁC ............................................................................... 7

2.5. GIẢI PHÁP HOÀN THIỆN ..................................................................................... 7

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH .......................................... 8

3.1. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH .............................................. 8

3.1.1. Phân tích các hệ kết cấu chịu lực của công trình ............................................... 8

3.1.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu và hệ chịu lực cho công trình ................................. 9

3.1.3. Phân tích và lựa chọn hệ sàn chiu lực cho công trình ........................................ 9

3.2. LỰA CHỌN VẬT LIỆU ........................................................................................ 13



3.2.1. Yêu cầu về vật liệu cho công trình ................................................................... 13

3.2.2. Chọn vật liệu sử dụng cho công trình .............................................................. 13

3.3. KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN HỆ KẾT CẤU...................................... 15

3.3.1. Mô hình tính toán ............................................................................................ 15

3.3.2. Tải trong tác dụng lên công trình .................................................................... 15

3.3.3. Phương pháp tính toán xác định nội lực .......................................................... 15

3.3.4. Lưa chọn công cụ tính toán ............................................................................. 16

3.4. SƠ BỘ CHON KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CHO KẾT CẤU CÔNG TRÌNH ........ 17

3.4.1. Sơ bộ chọn kích thước cột ............................................................................... 17

3.4.2. Sơ bộ chọn kích thước dầm ............................................................................. 19

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH .................................................. 20

4.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ SÀN .............................................................. 21

4.1.1. Tĩnh tải ........................................................................................................... 22

4.1.2. Hoạt tải ........................................................................................................... 23

4.1.3. Tổng tải trọng ................................................................................................. 25

4.2. TÍNH TOÁN CỐT THÉP ...................................................................................... 25

4.2.1. Ô bản kê bốn cạnh .......................................................................................... 25

4.2.2. Ô bản dầm ...................................................................................................... 30

4.3. KIỂM TRA Ô SÀN ............................................................................................... 32

4.3.1. Kiểm tra khả năng chịu cắt: ............................................................................ 32

4.3.2. Kiểm tra độ võng của sàn ................................................................................ 33

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CẦU THANG TRỤC 1 – 2 TẦNG ĐIỂN HÌNH ............. 35

5.1. CẤU TẠO CỦA CẦU THANG ............................................................................. 35

5.2. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN .......................................................... 35

5.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ...................................................................................... 37

5.3.1. Tĩnh tải ........................................................................................................... 37

5.3.2. Hoạt tải ........................................................................................................... 38

5.3.3. Tổng tải trọng. ................................................................................................ 38

5.4. TÍNH TOÁN BẢN THANG VÀ CHIẾU NGHỈ .................................................... 39

5.4.1. Sơ đồ tính toán ................................................................................................ 39

5.4.2. Xác định nội lực .............................................................................................. 39



5.4.3. Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép ................................................................ 42

5.5. TÍNH TOÁN DẦM CHIẾU NGHỈ. ....................................................................... 44

5.5.1. Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ. ........................................................... 44

5.5.2. Sơ đồ tính toán ................................................................................................ 45

5.5.3. Xác định nội lực .............................................................................................. 45

5.5.4. Tính toán cốt thép ........................................................................................... 45

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN .................................................. 47

6.1. GIỚI THIỆU CHUNG ........................................................................................... 47

6.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH ................................ 47

6.2.1. Tải trọng thẳng đứng ...................................................................................... 47

6.2.2. Tải trọng ngang .............................................................................................. 52

6.3. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN TRÊN ETABS ............................................................... 56

6.3.1. Lập mô hình trên Etabs ................................................................................... 56

6.3.2. Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng ................................................... 59

6.3.3. Gán tải trọng .................................................................................................. 60

6.3.4. Xác định nội lực .............................................................................................. 62

6.4. TÍNH TOÁN DẦM VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ........................................................ 63

6.4.1. Lý thuyết tính toán .......................................................................................... 63

6.4.2. Tính toán cốt thép ........................................................................................... 64

6.4.3. Tính toán cốt thép ngang ................................................................................. 67

6.4.4. Kiểm tra điều kiện bố trí cốt thép .................................................................... 69

6.5. TÍNH TOÁN CỘT VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP.......................................................... 70

6.5.1. Lý thuyết tính toán .......................................................................................... 70

6.5.2. Tính toán và bố trí cốt thép ............................................................................. 74

6.5.3. Tính thép ngang .............................................................................................. 79

6.5.4. Lý thuyết kiểm tra............................................................................................ 80

6.6. TÍNH TOÁN VÁCH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ...................................................... 82

6.6.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................ 82

6.6.2. Tính toán cốt thép cho vách............................................................................. 87

6.7. NEO VÀ NỐI CHỒNG CỐT THÉP ...................................................................... 91

6.7.1. Neo cốt thép .................................................................................................... 91



6.7.2. Nối chồng cốt thép .......................................................................................... 92

CHƯƠNG 7: GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MÓNG ............................................................. 93

7.1. KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ........................................... 93

7.1.1. Công tác khảo sát............................................................................................ 93

7.1.2. Cấu tạo địa tầng ............................................................................................. 95

7.2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG .......................................................................... 98

7.2.1. Móng cọc ép.................................................................................................... 99

7.2.2. Móng cọc khoan nhồi ...................................................................................... 99

7.2.3. Cọc Barrette ................................................................................................. 100

7.2.4. Lựa chọn phương án móng: .......................................................................... 100

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI ......................................................... 101

8.1. CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN ........................................................................... 101

8.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG .................................................................................... 101

8.3. MẶT BẰNG PHÂN LOẠI MÓNG...................................................................... 102

8.4. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MÓNG .............................................................. 102

8.5. CẤU TẠO CỌC VÀ CHIỀU CAO ĐÀI .............................................................. 103

8.5.1. Cấu tạo cọc ................................................................................................... 103

8.5.2. Chiều cao đài cọc.......................................................................................... 104

8.5.3. Chiều sâu đáy đài.......................................................................................... 104

8.5.4. Tính toán sức chịu tải của cọc đơn ................................................................ 107

8.6. THIẾT KẾ MÓNG M1 ........................................................................................ 111

8.6.1. Tính toán móng ............................................................................................. 111

8.6.2. Tính toán cốt thép ......................................................................................... 119

8.7. THIẾT KẾ MÓNG M2 ........................................................................................ 123

8.7.1. Tính toán móng ............................................................................................. 123


8.8. THIẾT KẾ MÓNG M3 ........................................................................................ 136

8.8.1. Tính toán móng ............................................................................................. 136


CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI ..................................... 158

9.1. QUY ĐỊNH CHUNG ........................................................................................... 158



9.1.1. Các tiêu chuẩn kỹ thuật: ................................................................................ 158

9.1.2. Yêu cầu chung ............................................................................................... 158

9.2. CHUẨN BỊ THI CÔNG ...................................................................................... 159

9.2.1. Công tác chuẩn bị chung: ............................................................................. 159

9.2.2. Vật liệu và thiết bị: ........................................................................................ 160

9.2.3. Thi công các công trình phụ trợ: ................................................................... 160

9.3. CÔNG TÁC KHOAN TẠO LỖ ........................................................................... 161

9.3.1. Lựa chọn phương án thi công cọc nhồi: ........................................................ 161

9.3.2. Chọn máy thi công cọc: ................................................................................. 162

9.4. CÔNG TÁC KIỂM TRA, NGHIỆM THU ........................................................... 176

9.4.1. Yêu cầu chung: ............................................................................................. 176

9.4.2. Kiểm tra công tác khoan tạo lỗ: .................................................................... 176

9.4.3. Kiểm tra chất lượng bê tông cọc: .................................................................. 177

9.4.4. Kiểm tra cặn lắng trong lỗ: ........................................................................... 177

9.4.5. Kiểm tra chất lượng dung dịch khoan: .......................................................... 178

9.4.6. Kiểm tra sức chịu tải của cọc: ....................................................................... 178

9.5. CÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN KHI THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI ................ 180

CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ THI CÔNG ĐÀO ĐẤT .................................................... 181

10.1. THI CÔNG ÉP CỪ LARSSEN: ......................................................................... 181

10.1.1. Lựa chọn phương án đóng cừ:..................................................................... 181

10.1.2. Tính toán chiều dài và đặc trưng hình học cừ:............................................. 182

10.2. THI CÔNG ĐÀO ĐẤT: ..................................................................................... 187

10.2.1. Tính toán khối lượng đất đào: ..................................................................... 187

10.2.2. Lựa chọn và tính toán máy phục vụ thi công đất:......................................... 190

CHƯƠNG 11: THIẾT KẾ THI CÔNG ĐÀI CỌC ..................................................... 196

11.1. KỸ THUẬT CHUNG THI CÔNG ..................................................................... 196

11.1.1. Đập đầu cọc:............................................................................................... 196

11.1.2. Đổ bê tông lót đài cọc: ................................................................................ 196

11.1.3. Công tác gia công và lắp dựng cốt thép đài cọc: ......................................... 197

11.1.4. Công tác gia công và lắp dựng ván khuôn: .................................................. 198

11.1.5. Thi công bê tông đài cọc: ............................................................................ 198



11.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG THI CÔNG ĐÀI CỌC: ....................................... 202

11.2.1. Tính toán ván khuôn: .................................................................................. 202

11.2.2. Tính toán khối lượng bê tông cốp thép và diện tích ván khuôn: ................... 204

11.2.3. Phân đợt, phân đoạn đổ bê tông .................................................................. 205

CHƯƠNG 12: THIẾT KẾ THI CÔNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH .................. 206

12.1. TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ SƯỜN VÀ CÂY CHỐNG: ................................. 206

12.1.1. Kích thước ván khuôn tiêu chuẩn: ............................................................... 206

12.2. TÍNH TOÁN CẤU TẠO VÁN KHUÔN DẦM: ................................................ 209

12.2.1. Cấu tạo ván khuôn: ..................................................................................... 209

12.2.2. Tính kích thước đà gỗ .................................................................................. 209

12.3. TÍNH TOÁN CẤU TẠO VÁN KHUÔN SÀN: .................................................. 211

12.3.1. Cấu tạo ván khuôn: ..................................................................................... 211

12.3.2. Tính kích thước sườn ngang: ....................................................................... 212

12.3.3. Tính kích thước sườn dọc: ........................................................................... 214

12.3.4. Kiểm tra cột chống: ..................................................................................... 216

CHƯƠNG 13: ỨNG DỤNG BÀI TOÁN QUY HOẠNH NGUYÊN ĐỂ TỐI ƯU VIỆC

PHA CẮT THÉP ............................................................................................................... 218

13.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH. .......................... 218

13.2. ĐẶT VẤN ĐỀ CHO BÀI TOÁN. ...................................................................... 218

13.3. BÀI TOÁN PHA CẮT VẬT TƯ BẰNG QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH SỐ

NGUYÊN. ...................................................................................................................... 218

13.3.1. Thống kê thép dầm khung trục C. ................................................................ 219

13.3.2. Mô hình bài toán. ........................................................................................ 219


SVTH : Lương Thế Kông MSSV : 20761162 Trang 1

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH

1.1. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Trong quá trình phát triển của đất nước, Thành phố Hồ Chí Minh là một trong những trung

tâm văn hóa, kinh tế, chính trị quan trong. Sự phát triển với tốc độ cao của thành phố đã đặt ra

cho các cấp chính quyền nhiều vấn đề bức thiết cần phải giải quyết. Đặc biệt là sự gia tăng dân

số và nhu cầu nhà ở của người dân. Với dân số trên 8 triệu người, việc đáp ứng được quỹ nhà

ở cho toàn bộ dân cư đô thị không phải là việc đơn giản.

Trước tình hình đó, cần thiết phải có biện pháp khắc phục, một mặt hạn chế sự gia tăng

dân số, đặc biệt là gia tăng dân số cơ học, mặt khác phải tổ chức tái cấu trúc và tái bố trí dân

cư hợp lý, đi đôi với việc cải tạo xây dựng hệ thống hạ tầng kỹ thuật để đáp ứng được nhu cầu

của xã hội.

Vì vậy việc đầu tư nhà ở là một trong những định hướng đúng đắn nhằm đáp ứng được nhu

cầu nhà ở của người dân, giải quyết quỹ đất và góp phần thay đổi cảnh quang đô thị cho

Thành phố Hồ Chí Minh.

Chính vì những mục tiêu trên, “ CHUNG CƯ TÂN MINH “ ra đời góp phần giải quyết nhu

cầu của xã hội và mang lại lợi nhuận cho công ty.

1.2. VỊ TRÍ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH

1.2.1. Vị trí công trình

Về địa điểm công trình cũng cần đáp ứng các yếu tố sau đây: Gần trung tâm thành phố,

nằm trong khu quy hoạch dân cư lớn, có cơ sở hạ tầng đô thị tốt, hệ thống giao thông đô thị

thuận lợi, có điều kiện địa chất địa hình thuận lợi, mặt bằng xây dựng công trình rộng rãi đáp

ứng quy mô quy hoạch đô thị được duyệt. Như vậy địa điểm xây dựng công trình tại Phường

Đông Hưng Thuận, quận 12 là địa điểm chủ đầu đã chọn để xây dựng công trình đã đáp ứng

được những yêu cầu đề ra.

1.2.2. Điều kiện tự nhiên

Khí hậu TP Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa được chia thành 2 mùa:

a. Mùa nắng: Từ tháng 12 đến tháng 4 có

Nhiệt độ cao nhất: 400C



Nhiệt độ trung bình: 320C

Nhiệt độ thấp nhất: 180C

Lượng mưa thấp nhất: 0,1 mm

Lượng mưa cao nhất: 300 mm

Độ ẩm tương đối trung bình: 85, 5%

b. Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 11 có:

Nhiệt độ cao nhất: 360C

Nhiệt độ trung bình: 280C

Nhiệt độ thấp nhất: 230C

Lượng mưa trung bình: 274, 4 mm

Lượng mưa thấp nhất: 31 mm (tháng 11)

Lượng mưa cao nhất: 680 mm (tháng 9)

Độ ẩm tương đối trung bình: 77,67%

Độ ẩm tương đối thấp nhất: 74%

Độ ẩm tương đối cao nhất: 84%

Lượng bốc hơi trung bình: 28 mm/ngày

Lượng bốc hơi thấp nhất: 6,5 mm/ngày

c. Hướng gió:

Có 2 hướng gió chính là gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc Đông BắGió Tây Tây nam với

vận tốc trung bình 3, 6 m/s, thổi mạnh nhất vào mùa mưa. Gió Bắc – Đông Bắc với tốc độ

trung bình 2, 4 m/s, thổi mạnh vào mùa khô. Ngoài ra còn có gió tín phong theo hướng Nam -

Đông Nam thổi vào khoảng tháng 3 đến tháng 5, trung bình 3, 7 m/s

TP. Hồ Chí Minh nằm trong khu vực ít chịu ảnh hưởng của gió bão, chịu ảnh hưởng của

gió mùa và áp thấp nhiệt đới.



CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH

2.1. CƠ SỞ THỰC HIỆN

Căn cứ Nghị định số 16/2005/NĐ-CP, ngày 07/02/2005 của Chính Phủ về quản lý dự án

đầu tư xây dựng.

Căn cứ nghị định số 209/2004/NĐ-CP, ngày 16/12/2004 về quản lý chất lượng công trình

xây dựng.

Căn cứ thông tư số 08/2005/TT-BXD, ngày 06/05/2005 của Bộ Xây Dựng về thực hiện

Nghị định số 16/2005/NĐ-CP.

Căn cứ văn bản thỏa thuận về kiến trúc qui hoạch của Sở Quy hoạch Kiến trúc Thành phố

Hồ Chí Minh.

Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam:

2.1.1. Tiêu chuẩn kiến trúc

Quy chuẩn xây dựng Việt Nam.

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN 276-2003, TCXDVN 323-2004).

Những dữ liệu của kiến trúc sư.

2.1.2. Tiêu chuẩn kết cấu

Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737-1995

Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 356-2005

Kết cấu gạch đá – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5573-1991

Nhà cao tầng. Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối – TCXD 198:1997

Móng cọTiêu chuẩn thiết kế TCXD 205: 1998

Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình TCXD 45-78

Tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất – TCXDVN 375-2006



2.1.3. Tiêu chuẩn điện, chiếu sang, chống sét

Việc lắp đặt vật tư, thiết bị sẽ tuân theo những yêu cầu mới nhất về quy chuẩn, hướng dẫn

và văn bản có liên quan khác ban hành bởi các cơ quan chức năng, viện nghiên cứu và tổ chức

tham chiếu những mục khác nhau, cụ thể như sau:

NFPA – Hội chống cháy Quốc gia (National Fire Protection Association).

ICCEC – Tiêu chuẩn điện Hội đồng tiêu chuẩn quốc tế (International Code Council

Electric Code).

NEMA – Hội sản xuất vật tư điện (National Electric Manufacturer Association).

IEC – Ban kỹ thuật điện quốc tế (International Electric Technical Commission).

IECEE – Tiêu chuẩn IEC về kiển định an toàn và chứng nhận thiết bị điện.

Luật định và tiêu chuẩn áp dụng:

11 TCN 18-84 “Quy phạm trang bị điện”.

20 TCN 16-86 “Tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng”.

20 TCN 25-91 “Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn

thiết kế”.

20 TCN 27-91 “Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết

kế”.

TCVN 4756-89 “Quy phạm nối đất và nối trung tính các thiết bị điện”.

20 TCN 46-84 “Chống sét cho các công trình xây dựng – Tiêu chuẩn thiết kế thi công”.

EVN “Yêu cầu của ngành điện lực Việt Nam (Electricity of Vietnam)”.

TCXD-150 “Cách âm cho nhà ở”.

TCXD-175 “Mức ồn cho phép các công trình công cộng”.

2.1.4. Tiêu chuẩn về cấp thoát nước

Quy chuẩn “Hệ thống cấp thoát nước trong nhà và công trình”.

Cấp nước bên trong. Tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 4513 – 1988).



Thoát nước bên trong. Tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 4474 – 1987).

Cấp nước bên ngoài. Tiêu chuẩn thiết kế (TCXD 33-1955).

Thoát nước bên ngoài. Tiêu chuẩn thiết kế (TCXD 51-1984).

2.1.5. Tiêu chuẩn về phòng cháy chữa cháy

TCVN 2622-1995 “Phòng cháy và chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết

kế” của Viện tiêu chuẩn hóa xây dựng kết hợp với Cục phòng cháy chữa cháy của Bộ

Nội vụ biên soạn và được Bộ Xây dựng ban hành.

TCVN 5760-1995 “Hệ thống chữa cháy yêu cầu chung về thiết kế, lắp đặt và sử dụng”.

TCVN 5738-1996 “Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu thiết kế”.

2.2. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

2.2.1. Quy mô công trình

Cấp công trình: cấp 2

Công trình bao gồm: 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 10 tầng lầu, 1 tầng mái.

Tổng diện tích xây dựng là 23.6 x 44.4 = 1047.84 m2

Chiều cao công trình 35.8m chưa kể tầng hầm.

2.2.2. Chức năng của các tầng

Tầng hầm cao 3m dùng để giữ xe, phòng thiết bị kỹ thuật thang máy, máy phát điện, phòng

xử lý nước cấp và nước thải…

Tầng trệt cao 3.6m: Diện tích bằng các tầng khác nhưng không xây tường ngăn nhiều, dùng

để làm khu vực sảnh đi lại, phòng thiết bị, phòng bảo vệ, phòng tang lễ, nhà trẻ…

Tầng điển hình ( từ tầng 2 đến tầng 11) cao 3.2m: dùng làm căn hộ.

Tầng mái: dùng để đặt các thiết bị kỹ thuật, hồ nước cho toàn bộ chung cư.

2.2.3. Giải pháp đi lại

Giao thông đứng được đảm bảo bằng ba buồng thang máy và ba cầu thang bộ

Giao thông ngang: hành lang giữa là lối giao thông chính.

2.2.4. Giải pháp thông thoáng

Tất cả các phòng đều có ánh sáng chiếu vào từ các ô cửa sổ.



Ngoài việc thông thoáng bằng hệ thống cửa ở mỗi phòng, còn sử dụng hệ thống thông gió

nhân tạo bằng máy điều hòa, quạt ở các tầng theo gain lạnh về khu sử lý trung tâm.

2.3. GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Toàn bộ kết cấu của công trình là khung chịu lực bằng bê tông cốt thép đổ toàn khối, tường

bao che bằng gạch dày 200 mm trát vữa dày 15 hoặc 20 mm, các tường ngăn bằng gạch dày

100 mm. Sử dụng 1 phương án móng cọc khoan nhồi. Bố trí hồ nước mái trên vị trí các cột

nhằm cung cấp nước sinh hoạt và cứu hỏa.

Phần này sẽ được phân tích kỹ trong phần “TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH”.

2.4. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

2.4.1. Hệ thống điện

Nguồn điện cung cấp chủ yếu lấy từ mạng điện thành phố, có trạm biến thế riêng, nguồn

điện dự trữ bằng máy phát đặt ở tầng hầm, bảo đảo cung cấp điện 24/24h.

Hệ thống cáp điện được đi trong hộp gain kỹ thuật, có bảng điều khiển cung cấp cho từng

căn hộ.

2.4.2. Hệ thống nước

a. Cấp nước

Nước từ hệ thống cấp nước của thành phố đi vào bể ngầm đặt tại tầng hầm của công trình.

Sau đó được bơm lên bể nước mái, quá trình điều khiển bơm được thực hiện hoàn toàn tự

động. Nước sẽ theo các đường ống kĩ thuật chạy đến các vị trí lấy nước cần thiết.

Đường ống cấp nước sử dụng ống sắt tráng kẽm

b. Thoát nước

Hệ thống thoát nước được chia làm hai phần riêng biệt:

Hệ thống thoát nước mưa: nước mưa từ trên mái công trình, ban công được thu vào các

ống thu nước chảy vào các hố ga và đưa ra hệ thống thoát nước của thành phố.

Hệ thống thoát nước thải: nước thải sinh hoạt được thu vào các ống thu nước và đưa

vào bể xử lý nước thải. Nước sau khi được xử lý sẽ được đưa ra hệ thống thoát nước

của thành phố.



Đường ống thoát nước sử dụng ống nhựa PVC

2.4.3. Hệ thống cháy nổ

a. Hê thống báo cháy

Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi phòng và mỗi tầng, ở nơi công cộng của mỗi

tầng. Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được cháy phòng

quản lý nhận được tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình.

b. Hệ thống chữa cháy

Thiết kế tuân theo các yêu cầu phòng chống cháy nổ và các tiêu chuẩn liên quan khác (bao

gồm các bộ phận ngăn cháy, lối thoát nạn, cấp nước chữa cháy). Tất cả các tầng đều đặt các

bình CO2, đường ống chữa cháy tại các nút giao thông.

2.4.4. THU GOM VÀ XỬ LÝ RÁC

Rác thải ở mỗi tầng sẽ được thu gom và đưa xuống tầng kĩ thuật, tầng hầm bằng ống thu

rác. Rác thải được xử lí mỗi ngày.

2.5. GIẢI PHÁP HOÀN THIỆN

Vật liệu hoàn thiện sử dụng các loại vật liệu tốt đảm bảo chống được mưa nắng sử dụng lâu

dài. Nền lát gạch CeramiTường được quét sơn chống thấm.

Các khu phòng vệ sinh, nền lát gạch chống trượt, tường ốp gạch men trắng cao 2m .

Vật liệu trang trí dùng loại cao cấp, sử dụng vật liệu đảm bảo tính kĩ thuật cao, màu sắc

trang nhã trong sáng tạo cảm giác thoải mái khi nghỉ ngơi.

Hệ thống cửa dùng cửa kính khuôn nhôm.



CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

3.1. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

3.1.1. Phân tích các hệ kết cấu chịu lực của công trình

Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết

cấu hộp (ống).

Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và

kết cấu ống tổ hợp.

Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có

hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép.

Phân tích một số hệ kết cấu để chọn hình thức chịu lực cho công trình.

a. Hệ khung

Hệ khung được cấu thành bởi các cấu kiện dạng thanh(cột, dầm) liên kết cứng với nhua tại

nút.

Hệ khung có khả năng tạo ra không gian tương đối lớn và linh hoạt với những yêu cầu kiến

trúc khác nhau.

Sơ đồ làm việc rõ ràng, tuy nhiên khả năng chịu uốn ngang kém nên hạn chế sử dụng khi

chiều cao nhà h > 40m.

b. Hệ khung vách

Phù hợp với hầu hết các giải pháp kiến trúc nhà cao tầng.

Thuận tiện cho việc áp dụng linh hoạt các công nghệ xây dựng khác nhau như vừa có thể

lắp ghép vừa đổ tại chỗ các kết cấu bê tông cốt thép.

Vách cứng tiếp thu tải trọng ngang đước đổ bằng hệ thống ván khuôn trượt, có thể thi công

sau hoặc trước.

Hệ khung vách có thể sử dụng hiệu quả với kết cấu cao đến 40 tầng.

c. Hệ khung lõi



Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên.

Hệ sàn gối trực tiếp lên tường lõi hoặc qua các cột trung gian.

Phần trong lõi thường bố trí thang máy, cầu thang và các hệ thống kỹ thuật nhà cao tầng.

Sử dụng hiệu quả với các công trình có độ cao trung bình hoặc lớn có mặt bằng đơn giản.

d. Hệ lõi hộp

Hệ chịu toàn bộ tải trọng đứng và tải trọng ngang.

Hộp trong nhà cũng giống như lõi cứng, được hợp thành bởi các tường đặc hoặc có cửa.

Hệ lõi hộp chỉ phù hợp với các nhà rất cao.

3.1.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu và hệ chịu lực cho công trình

Dựa vào các phân tích như ở trên và đặc tính cụ thể của công trình ta chọn hệ khung làm hệ

chịu lực chính của công trình.

Phần khung của kết cấu là bộ phận chịu tải trọng đứng. Hệ sàn chịu tải trọng ngang đóng

vai trò liên kết hệ cột trung gian nhằm đảm bảo sự làm việc đồng thời của hệ kết cấu.

a. Bố trí mặt bằng kết cấu

Bố trí mặt bằng kết cấu phù hợp với yêu cầu kiến trúc và yêu cầu kháng chấn cho công

trình.

b. Bố trí kết cấu theo phương thẳng đứng

Bố trí các khung chịu lực:

Bố trí hệ khung chịu lực có độ siêu tĩnh cao.

Đối xứng về mặt hình học và khối lượng.

Tránh có sự thay đổi độ cứng của hệ kết cấu(thông tầng, giảm cột, cột hẫng, dạng sàn giật

cấp), kết cấu sẽ gặp bất lợi dưới tác dụng của tải trọng động.

3.1.3. Phân tích và lựa chọn hệ sàn chiu lực cho công trình

Trong hệ khung thì sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu. Nó có

vai trò giống như hệ giằng ngang liên kết hệ cột đảm bảo sự làm việc đồng thời của các cột.

Đồng thời là bộ phận chịu lực trực tiếp, có vai trò truyền các tải trọng vào hệ khung.

Đối với công trình này, dựa theo yêu cầu kiến trúc và công năng công trình, ta xét các

phương án sàn

a. Hệ sàn sườn



Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn.

Ưu điểm:

- Tính toán đơn giản.

- Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho

việc lựa chọn công nghệ thi công.

Nhược điểm:

- Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao

tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và

không tiết kiệm chi phí vật liệu.

- Chiều cao nhà lớn, nhưng không gian sử dụng bị thu hẹp

b. Hệ sàn ô cờ

Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê

bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m.

Ưu điểm:

- Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có

kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn

như hội trường, câu lạc bộ...

Nhược điểm:

- Không tiết kiệm, thi công phức tạp.

- Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cần chiều

cao dầm chính phải lớn để đảm bảo độ võng giới hạn..

c. Hệ sàn không dầm

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột hoặc vách.

Ưu điểm:

Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình.

- Tiết kiệm được không gian sử dụng. Thích hợp với công trình có khẩu độ vừa.



- Dễ phân chia không gian.

- Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước…

- Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất

công gia công cốt pha, cốt thép dầm, việc lắp dựng ván khuôn và cốt pha cũng đơn giản.

- Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao,

công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành.

- Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với

phương án sàn có dầm.

Nhược điểm:

- Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó

độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương

ngang phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do

vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu.

- Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó

dẫn đến tăng khối lượng sàn.

d. Hệ sàn sườn ứng lực trước

Ưu điểm:

- Có khả năng chịu uốn tốt hơn do đó độ cứng lớn hơn và độ võng, biến dạng nhỏ hơn

bê tông cốt thép thường.

- Trọng lượng riêng nhỏ hơn so với bê tông cốt thép thường nên đóng vai trò giảm tải

trọng và chi phí cho móng đặc biệt là đối với các công trình cao tầng.

- Khả năng chống nứt cao hơn nên có khả năng chống thấm tốt.

- Độ bền mỏi cao nên thường dùng trong các kết cấu chịu tải trọng động.

- Cho phép tháo coffa sớm và có thể áp dụng các công nghệ thi công mới để tăng tiến

độ.



Nhược điểm:

- Mặc dù tiết kiệm về bê tông và thép tuy nhiên do phải dùng bêtông và cốt thép cường

độ cao, neo…nên kết cấu này chi kinh tế đối với các nhịp lớn.

- Tính toán phức tạp, thi công cần đơn vị có kinh nghiệm

- Với công trình cao tầng, nếu sử dụng phương án sàn ứng lực trước thì kết quả tính toán

cho thấy độ cứng của công trình nhỏ hơn bê tông ứng lực trước dầm sàn thông thường. Để

khắc phục điều này, nên bố trí xung quanh mặt bằng sàn là hệ dầm bo, có tác dụng neo cáp

tốt và tăng cứng, chống xoắn cho công trình.

e. Sàn Composite

Cấu tạo gồm các tấm tôn hình dập nguội và tấm đan bằng bêtông cốt thép

Ưu điểm:

- Khi thi công tấm tôn đóng vai trò sàn công tác

- Khi đổ bêtông đóng vai trò coffa cho vữa bêtông

- Khi làm việc đóng vai trò cốt thép lớp dưới của bản sàn

Nhược điểm:

- Tính toán phức tạp

- Chi phí vật liệu cao

- Công nghệ thi công chưa phổ biến ở Việt Nam.

f. Tấm panel lắp ghép

Cấu tạo: Gồm những tấm panel ứng lực trước sản xuất trong nhà máy, các tấm này được

vận chuyển ra công trường và lắp dựng lên dầm, vách rồi tiến hành rải thép và đổ bê tông bù

Ưu điểm:

- Khả năng vượt nhịp lớn

- Thời gian thi công nhanh

- Tiết kiệm vật liệu



- Khả năng chịu lực lớn và độ võng nhỏ

Nhược điểm:

- Kích thước cấu kiện lớn

- Quy trình tính toán phức tạp

- Chọn lựa phương án sàn

Căn cứ vào:

- Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng công trình

- Cơ sở phân tích sơ bộ ở trên

- Được sự đồng ý của Thầy giáo hướng dẫn

Do đó em xin chọn giải pháp “ Hệ sàn sườn” cho công trình

3.2. LỰA CHỌN VẬT LIỆU

3.2.1. Yêu cầu về vật liệu cho công trình

Vật liệu tận dụng được nguồn vật liệu tại địa phương, nơi công trình được xây dựng, có giá

thành hợp lý, đảm bảo về khả năng chịu lực và biến dạng.

Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt.

Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng

chịu lực thấp.

Vật liệu có tính thoái biến thấp: Có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động

đất, gió bão).

Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại

không bị tách rời các bộ phận công trình.

Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn. Nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện

giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do

lực quán tính.

3.2.2. Chọn vật liệu sử dụng cho công trình

a. Bêtông(TCXDVN 356:2005)

Bêtông dùng trong nhà cao tầng có cấp độ bền B25÷B60.



Dựa theo đặc điểm của công trình và khả năng chế tạo vật liệu ta chọn bê tông phần

thân và đài cọc cấp độ bền B25 có các số liệu kĩ thuật như sau:

- Cường độ chịu nén tính toán:Rb = 14.5(MPa)

- Cường độ chịu kéo tính toán:Rbt = 1, 05(MPa)

- Module đàn hồi ban đầu: Eb = 30000(MPa)

Bê tông cọc cấp độ bền B20:

- Cường độ chịu nén tính toán:Rb = 11, 5(MPa)

- Cường độ chịu kéo tính toán:Rbt = 0, 9(MPa)

- Module đàn hồi ban đầu: Eb = 27000(MPa)

b. Cốt thép(TCXDVN 356:2005)

Đối với cốt thép Φ ≤ 8(mm) dùng làm cốt sàn, cốt đai loại AI:

- Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225(MPa)

- Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 225(MPa)

- Cường độ chịu kéo(cốt ngang) tính toán: Rsw = 175(MPa)

- Module đàn hồi: Es = 210000(MPa)

Đối với cốt thép Φ > 8(mm) dùng cốt khung, sàn, đài cọc và cọc loại AII:

- Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280(MPa)

- Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 280(MPa)

- Cường độ chịu kéo(cốt ngang) tính toán: Rsw = 225(MPa)

- Module đàn hồi: Es = 210000(MPa)

c. Vật liệu khác:

Gạch: γ = 18(kN/m3)

Gạch lát nền Ceramic: γ = 22(kN/m3)

Vữa xây: γ = 16(kN/m3)



3.3. KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN HỆ KẾT CẤU

3.3.1. Mô hình tính toán

Hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, và phần mềm phân tích tính

toán kết cấu đã có những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận phương pháp tính toán

công trình. Khuynh hướng đặc thù hoá và đơn giản hoá các trường hợp riêng lẻ được thay thế

bằng khuynh hướng tổng quát hoá. Đồng thời khối lượng tính toán số học không còn là một

trở ngại nữa. Các phương pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế hơn, có thể xét

tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong không

gian. Việc tính toán kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng những công nghệ mới để có thể sử dụng

mô hình không gian nhằm tăng mức độ chính xác và phản ánh sự làm việc của công trình sát

với thực tế hơn.

3.3.2. Tải trong tác dụng lên công trình

a. Tải trọng đứng

Trọng lượng bản thân kết cấu và các loại hoạt tải tác dụng lên sàn, lên mái.

Tải trọng tác dụng lên sàn, kể cả tải trọng các tường ngăn, các thiết bị đều qui về tải trọng

phân bố đều trên diện tích ô sàn.

Tải trọng tác dụng lên dầm do sàn truyền vào, do tường xây trên dầm qui về thành phân bố

đều trên dầm

b. Tải trọng ngang

Tải trọng gió tính theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995.

Tải trọng ngang được phân phối theo độ cứng ngang của từng tầng.

3.3.3. Phương pháp tính toán xác định nội lực

Hiện nay có ba trường phái tính toán hệ chịu lực nhà nhiều tầng thể hiện theo ba mô hình

sau:

a. Mô hình liên tục thuần tuý

Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu là dựa vào lý thuyết vỏ, xem toàn bộ

hệ chịu lực là hệ chịu lực siêu tĩnh. Khi giải quyết theo mô hình này, không thể giải quyết

được hệ có nhiều ẩn. Đó chính là giới hạn của mô hình này.



b. Mô hình rời rạc - liên tục (Phương pháp siêu khối)

Từng hệ chịu lực được xem là rời rạc, nhưng các hệ chịu lực này sẽ liên kết lại với nhau

thông qua các liên kết trượt xem là phân bố liên tục theo chiều cao. Khi giải quyết bài toán này

ta thường chuyển hệ phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính bằng phương pháp

sai phân. Từ đó giải các ma trận và tìm nội lực.

c. Mô hình rời rạc (Phương pháp phần tử hữu hạn)

Rời rạc hoá toàn bộ hệ chịu lực của nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều

kiện tương thích về lực và chuyển vị. Khi sử dụng mô hình này cùng với sự trợ giúp của máy

tính có thể giải quyết được tất cả các bài toán. Hiện nay ta có các phần mềm trợ giúp cho việc

giải quyết các bài toán kết cấu như, SAFE, ETABS, SAP, STAAD...

Lựa chọn phương pháp tính toán

Trong các phương pháp kể trên, phương pháp phần tử hữu hạn hiện được sử dụng phổ biến

hơn cả do những ưu điểm của nó cũng như sự hỗ trợ đắc lực của một số phần mềm phân tích

và tính toán kết cấu SAFE, ETABS, SAP, STAAD…dựa trên cơ sở phương pháp tính toán

này.

3.3.4. Lưa chọn công cụ tính toán

a. Phần mềm ETABS v9.7.0

Dùng để giải phân tích động cho hệ công trình bao gồm các dạng và giá trị dao động, kiểm

tra các dạng ứng xử của công trình khi chịu tải trọng động đất.

Do ETABS là phần mềm phân tích, thiết kế kết cấu chuyên cho nhà cao tầng nên việc nhập

và xử lý số liệu đơn giản và nhanh hơn so với các phần mềm khác.

b. Phần mềm SAFE v12.3.1

Dùng để giải phân tích nội lực theo dải.

Do SAFE là phần mềm phân tích, thiết kế kết cấu chuyên cho phần bảng nên được sử dụng

tính cho kết cấu phần móng.

c. Phần mềm Microsoft Office 2010

Dùng để xử lý số liệu nội lực từ các phần mềm SAP, ETABS xuất sang, tổ hợp nội lực và

tính toán tải trọng, tính toán cốt thép và trình bày các thuyết minh tính toán.



3.4. SƠ BỘ CHON KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CHO KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

3.4.1. Sơ bộ chọn kích thước cột

Về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mãnh :

0gh

l

i

Trong đó:

i là bán kính quán tính của tiết diện. Chọn cột tiết diện chữ nhật có

i = 0, 288 b

gh là độ mãnh giới hạn, với cột nhà gh = 100.

Chọn cột có chiều dài lớn nhất để kiểm tra, đó là cột tầng 1 với l = 3600mm.

0,7 3.6100 0,09

0,288b m

b

Diện tích sơ bộ của cột có thể xác định (Theo công thức 1-3 Nguyễn Đình Cống, 2009,

Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép. Nhà xuất bản xây dựng, Hà nội)

0t

b

k NA

R

Trong đó:

Rb cường độ chịu nén tính toán của bê tông.

N lực nén, được tính toán gần đúng như sau:

s sN m q F

sF diện tích mặt sàn truyền tải lên cột đang xét.

sm số sàn phía trên diện tích đang xét (kể cả mái).

q tải trọng tương đương tính trên mỗi mết vuông mặt sàn, giá trị q được lấy

theo kinh nghiệm thiết kế với bề dày sàn 15 20cm (kể cả các lớp cấu tạo mặt sàn) thì

chọn 212 18( / )q kN m . Chọn 212( / )q kN m

tk : hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt

thép... 1.1 1.5k . Chọn k = 1, 3

a. Cột giữa 2 7 2 7( à )B v C



Theo TCXD 198-1997 “Độ cứng và cường độ kết cấu nhà cao tầng cần được thiết kế đều

hoặc thay đổi giảm dần lên phía trên, tránh thay đổi đột ngột. Độ cứng kết cấu tầng trên không

nhỏ hơn 70% độ kết ở cấu tầng dưới kề nó.”

Tầng 10, 11, mái

20 3

6 6.2 7 8.31.3 2 12 ( )

2 2 0.11( )14.5 10

t t s

b b

k N k m q FA m

R R

Chọn cột (600 x 400) mm với 20.24chonA m

Tầng 7, 8, 9

20 3

6 6.2 7 8.31.3 5 12 ( )

2 2 0.25( )14.5 10

t t s

b b

k N k m q FA m

R R


Tầng 4, 5, 6

20 3

6 6.2 7 8.31.3 8 12 ( )

2 2 0.4( )14.5 10

t t s

b b

k N k m q FA m

R R


Tầng hầm, trệt, 2, 3

20 3

6 6.2 7 8.31.3 12 12 ( )

2 2 0.6( )14.5 10

t t s

b b

k N k m q FA m

R R


b. Cột biên

Trong kết nhà cao tầng, cột chủ yếu chịu nén. Nhưng cột biên còn chịu mômen do tải trọng

ngang. Ta không nên thay đổi tiết diện, vì nếu thay đổi tiết diện sẽ thêm phần mômen lệch tâm

cho cột biên dẫn không tốt.



Cột 1 1 8 8, , ,B C B C

20 3

6.2 7 8.31.3 12 12 ( )

2 2 0.31( )14.5 10

t t s

b b

k N k m q FA m

R R

Chọn cột (600 x 600) mm với 20.42chonA m .

Cột 2 7 2 7àA v D

20 3

8 6 8.31.3 12 12 ( )

2 2 0.19( )14.5 10

t t s

b b

k N k m q FA m

R R

Chọn cột (600 x 600) mm với 20.36chonA m .

3.4.2. Sơ bộ chọn kích thước dầm

Chiều cao và bề rộng dầm được chọn dựa vào công thức sau:

dd

d

lh

m

.

1 1( )2 4

d db h .

Trong đó:

dm : phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng

dm = 12 ÷ 16: đối với dầm khung nhiều nhịp

dm = 10 ÷ 12: đối với dầm khung một nhịp

dm = 12 ÷ 14: đối với dầm phụ

Tải do trọng lượng bản thân dầm: sơ bộ chọn kích thướt dầm như sau:

- Đối với nhịp 6.2 m: hd = (1/12 – 1/16)L = (1/12 – 1/16) 6.2m = 388-517 (mm)

- Đối với nhịp 8.3 m: hd = (1/8 – 1/20)L = (1/12 – 1/16) 8.3m = 519-692(mm)

Lựa chọn sơ bộ tiết diện dầm:

- Đối với nhịp 6m, 6.2m: bxh = ( 250 x 500 ) mm.




CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 4.1 Mặt bằng bố trí các ô sàn



4.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ SÀN

Quan niệm tính toán của nhà cao tầng là xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang, do

đó bề dày của sàn phải đủ lớn để đảm các điều kiện sau:

Tải trọng ngang truyền vào vách cứng, lõi cứng thông qua sàn.

Sàn không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất...) ảnh

hưởng đến công năng sử dụng.

Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí bất kỳ vị trí nào trên sàn

mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn .

Chiều dày bản sàn được chọn sơ bộ theo công thức sau:

s

s

Dlh

m

Trong đó:

0.8 1.4D : hệ số phụ thuộc tải trọng

30 35sm : đối với sàn làm việc một phương

40 45sm : đối với sàn làm việc hai phương

l: chiều dài cạnh ngắn của sàn

Bảng 4.1. Sơ bộ chiều dày sàn

Kí hiệu Cạnh ngắn

ln (m) Cạnh dài

ld (m) Tỷ số ld/ln

Loại sàn Hệ số

D Hệ số

ms Diện tích

Chiều dày d (mm)

S1 4.05 6.20 1.53 SÀN 2 PHƯƠNG 1.1 43 25.11 104

S2 4.25 6.20 1.46 SÀN 2 PHƯƠNG 1.1 43 26.35 109

S3 4.05 6.00 1.48 SÀN 2 PHƯƠNG 1.1 43 24.30 104

S4 4.25 6.00 1.41 SÀN 2 PHƯƠNG 1.1 43 25.50 109

S5 4.05 8.00 1.98 SÀN 2 PHƯƠNG 1.1 43 32.40 104

S6 4.25 8.00 1.88 SÀN 2 PHƯƠNG 1.1 43 34.00 109

S7 4.40 6.20 1.41 SÀN 2 PHƯƠNG 1.1 43 27.28 113

S8 1.75 8.00 4.57 SÀN 1 PHƯƠNG 1.1 33 14.00 58

S9 2.50 6.00 2.40 SÀN 1 PHƯƠNG 1.1 33 15.00 83

S10 4.50 6.00 1.33 SÀN 2 PHƯƠNG 1.1 43 27.00 115

S11 2.21 2.60 1.18 SÀN 2 PHƯƠNG 2.1 43 5.75 108

Vậy ta chọn chiều dày bản sàn sh = 110 mm.



XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

4.1.1. Tĩnh tải

a. Tải trọng các lớp cấu tạo

Bảng 4.2. Tải trọng các lớp cấu tạo

STT Các lớp cấu tạo Tải tiêu chuẩn

(daN/m2) Hệ số

vượt tải Tải tính toán

(daN/m2)

1 Lớp Ceramic dày 1.2 cm 2000 x 0.012 = 24 1.1 26.4

2 Lớp vữa lót sàn dày 3 cm 1600 x 0.03 = 48 1.3 62.4

3 Lớp sàn BTCT dày 11 cm 2500 x 0.11 = 275 1.1 302.5

4 Lớp vữa trát dày 1.5 cm 1600 x 0.015 = 24 1.3 31.2

5 Tải theo đường ống thiết bị kỹ thuật 50 1.3 65

Tổng cộng 487.5

b. Tải trong do kết cấu bao che gây ra

Tải trọng của các vách tường được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn.

Trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn.

Cách tính này là cách tính gần đúng. Khi qui đổi ta có xét đến sự giảm tải bằng cách trừ đi

30% tải trọng do lỗ cửa. Công thức qui đổi:

70%qd t t tt

n l hg

A

Bảng 4.3. Tải trọng tường 100mm

Tường gạch dày 100 Cao 3.09 (m)

Các lớp Chiều dày lớp (mm)

(daN / m2)

TT tiêu chuẩn

Hệ số vượt tải

TT tính toán

2 lớp trát 30 1600 148 1.3 192

Gạch xây 100 1800 556 1.1 612

Tải tường phân bố trên 1m dài ( daN/m) 704

804

Tải tường có cửa ( tính đến hệ số cửa 0.7 ) (daN/m) 492.8

563



Bảng 4.4. Tải trọng tường 200 mm


Các lớp Chiều dày lớp (mm)

(daN / m2)TT tiêu chuẩn


TT tính toán

2 lớp trát 30 1600 148 1.3 192

Gạch xây 200 1800 1112 1.1 1223

Tải tường phân bố trên 1m dài (daN/m) 1260

1415

Tải tường có cửa ( tính đến hệ số cửa 0.7 ) (daN / m) 882

991

Bảng 4.5. Tải trọng tường quy đổi phân bố đều trên sàn

Kí hiệu

Kích thước ô sàn ( ln x ld )(m2)

Diện tích

Số lượng tường trên sàn (m) Tải tường gt (daN/m2) Tường 100 Tường 200

S1 4.05 x 6.20 25.11 10.24 3.5 368

S2 4.25 x 6.20 26.35 9.98 0 213

S3 4.05 x 6.00 24.30 3.25 5.6 304

S4 4.25 x 6.00 25.50 9.17 0 202

S5 4.05 x 8.00 32.40 9.5 3.65 277

S6 4.25 x 8.00 34.00 12.6 0 209

S7 4.40 x 6.20 27.28 0 0 0

S8 1.75 x 8.00 14.00 0 0 0

S9 2.50 x6.00 15.00 0 0 0

S10 4.50 x 6.00 27.00 0 0 0

S11 2.21 x 2.60 5.75 0 0 0

4.1.2. Hoạt tải

Dựa vào công năng của các ô sàn, ta tìm hoạt tải tiêu chuẩn. (Theo bảng 3 TCVN 2737 -

1995).



Bảng 4.6. Tải trọng tiêu chuẩn Ptc phân bố đều trên sàn

CHỨC NĂNG Ptc(daN/m2) HỆ SỐ VƯỢT TẢI

Phòng ngủ 150 1.3

Phòng khách 150 1.3

Tolet 150 1.3

Nhà bếp 150 1.3

Ban công 200 1.2

Hành lang 300 1.2

Phòng đọc có kệ sách 300 1.2

Xác định hệ số giảm tải cho các ô sàn.

Đối với các ô phòng như phòng ngủ, phòng khách, tolet, nhà bếp [ Theo mục 1, 2, 3, 4, 5

Bảng 3 trong TCVN 2737-1995] sẽ được xét tới hệ số giảm tải khi diện tích các phòng này lớn

hơn diện tích 21 9A m [ Theo điều 4.3.4.1 TCVN 2737 - 1995].

Hệ số giảm tải: = 0.4 + 0.6

9A

; với A: diện tích chịu tải > 9 (m2).

Bảng 4.7. Hoạt tải trên các ô sàn

Ô sàn

Chức năng Diện tích

Ptc (daN/m2)


Ptt (daN/m2)

Hệ số giảm tải

Ptt sàn

(daN/m2)

Ptt ô sàn

(daN/m2)

S1

Phòng ngủ 15.72 150 1.3 195 0.85 165.75

220.7 Ban công 3.70 200 1.2 240 1 240 Phòng đọc có kệ sách

5.69 300 1.2 360 1 360

S2

Tolet 7.13 150 1.3 195 1 195

205.2 Hành lang 4.13 300 1.2 360 1 360

Phòng ngủ 15.10 150 1.3 195 0.86 167.7

S3

Phòng khách

14.47 150 1.3 195 0.87 169.65

189.7 Ban công 5.28 200 1.2 240 1 240

Phòng ngủ 4.55 150 1.3 195 1 195

S4 Phòng khách

16.14 150 1.3 195 0.85 165.75 176.5



Ô sàn


Ptc (daN/m2)


Ptt (daN/m2)


Ptt sàn

(daN/m2)

Ptt ô sàn

(daN/m2)

Nhà bếp 6.76 150 1.3 195 1 195

Tolet 2.60 150 1.3 195 1 195

S5

Phòng khách

6.00 150 1.3 195 1 195

166.1 Phòng ngủ 23.65 150 1.3 195 0.77 150.15

Ban công 2.75 200 1.2 240 1 240

S6

Nhà bếp 4.38 150 1.3 195 1 195

256.9 Hành lang 13.38 300 1.2 360 1 360

Tolet 5.72 150 1.3 195 1 195

Phòng ngủ 10.53 150 1.3 195 0.95 185.25

S7 Hành lang 27.28 300 1.2 360 1 360 360

S8 Hành lang 14.00 300 1.2 360 1 360 360

S9 Hành lang 15.00 300 1.2 360 1 360 360

S10 Hành lang 27.00 300 1.2 360 1 360 360

S11 Hành lang 5.75 300 1.2 360 1 360 360

4.1.3. Tổng tải trọng

Bảng 4.8. Tổng hợp tĩnh tải và hoạt tải

Ô sàn Tĩnh tải tính toán Gtt sàn

(daN/m2) Ptt sàn

(daN/m2) Tổng tải trọng

(daN/m2) Các lớp cấu tạo Tường quy đổi

S1 488 368 856 221 1076

S2 488 213 701 205 906

S3 488 304 792 190 981

S4 488 202 690 177 866

S5 488 277 765 166 931

S6 488 209 697 257 953

S7 488 0 488 360 848

S8 488 0 488 360 848

S9 488 0 488 360 848

S10 488 0 488 360 848

S11 488 0 488 360 848

4.2. TÍNH TOÁN CỐT THÉP

4.2.1. Ô bản kê bốn cạnh

a. Xác định nội lực trong các ô bảng.



Tính toán theo sơ đồ đàn hồi.

Các bản làm việc 2 phương ( 2 1/ 2l l ).

Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà / 3d sh h : Liên kết được xem là tựa

đơn (khớp).

Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà / 3d sh h : Liên kết được xem là

liên kết ngàm.

Ta có:

- Chiều dày sàn: 110( )sh mm


5004.55 3

110d

s

h

h


6005.55 3

110d

s

h

h

Vậy các ô sàn thuộc ô số 9.



Mômen dương lớn nhất ở giữa bản.

1 91. ( . )M m P kN m

2 92. ( . )M m P kN m

Mômem âm lớn nhất ở gối.

91. ( . )IM k P kN m

92. ( . )IIM k P kN m

Trong đó:

1 2. . ( )P q L L kN - Tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn.

Hệ số m91; m92; k91 (Tra bảng phụ lục 15 Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép Tập

2 – Võ Bá Tầm).

Hình 4.2 Sơ đồ bản kê bốn cạnh



Bảng 4.9. Tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn P (kN)

Kí hiệu Cạnh ngắn L1 Cạnh dài L2 Tỷ số L2/L1 Diện tích

TT + HT (daN/ m2)

Tổng tải trọng P( kN )

S1 4.05 6.20 1.53 25.11 1076 270

S2 4.25 6.20 1.46 26.35 906 239

S3 4.05 6.00 1.48 24.30 981 238

S4 4.25 6.00 1.41 25.50 866 221

S5 4.05 8.00 1.98 32.40 931 302

S6 4.25 8.00 1.88 34.00 953 324

S7 4.40 6.20 1.41 27.28 848 231

S10 4.50 6.00 1.33 27.00 848 229

S11 2.21 2.60 1.18 5.75 848 49

Bảng 4.10. Xác định nội lực

Kí hiệu

Tỷ số L2/L1

m91 m92 k91 k92 P( kN ) M1

(kN.m) M2

(kN.m) MI

(kN.m) MII

(kN.m)

S1 1.53 0.0207 0.0089 0.0461 0.0197 295 6.11 2.63 13.62 5.82

S2 1.46 0.0209 0.0099 0.0468 0.0220 265 5.54 2.62 12.40 5.83

S3 1.48 0.0208 0.0096 0.0466 0.0213 263 5.46 2.52 12.24 5.60

S4 1.41 0.0210 0.0106 0.0472 0.0237 246 5.17 2.61 11.63 5.84

S5 1.98 0.0184 0.0047 0.0395 0.0102 334 6.14 1.57 13.19 3.41

S6 1.88 0.0191 0.0054 0.0411 0.0117 358 6.84 1.93 14.72 4.19

S7 1.41 0.0210 0.0106 0.0472 0.0237 258 5.43 2.74 12.20 6.13

S10 1.33 0.0209 0.0118 0.0474 0.0270 256 5.35 3.02 12.13 6.91

S11 1.18 0.0202 0.0145 0.0465 0.0335 49 0.99 0.71 2.28 1.64

b. Tính toán cốt thép

Giả thiết: a = 20 mm, 0 110 20 90( )sh h a mm , b=1m. Tính

20

m R

b b

M

R bh

m 211 .

0b bs

s

R bhA

R



0

, 0.3% 0.9%shl

A

b h

Trong đó

14.5bR MPa cường độ chịu nén của bê tông.

225sR MPa cường độ tính toán chịu kéo của cốt thép

0.439R (Bảng E.2 – Phụ lục E TCXDVN 356: 2005).

0.9b (Bảng15 TCXDVN 356: 2005).

Bảng 4.11. Kết quả tính toán cốt thép

Kí hiệu Mômen h0(mm) m R As(mm2) As chọn(mm2/m) %

S1

M1(kN.m) 6.11 90 0.058 0.439 0.0596 311 ø8 a 120 419 0.47

M2(kN.m) 2.63 90 0.025 0.439 0.0252 131 ø8 a 200 250 0.28

MI(kN.m) 13.62 90 0.129 0.439 0.1384 722 ø10 a 100 785 0.87

MII(kN.m) 5.82 90 0.055 0.439 0.0566 296 ø10 a 200 393 0.44

S2

M1(kN.m) 5.54 90 0.052 0.439 0.0538 281 ø8 a 120 419 0.47

M2(kN.m) 2.62 90 0.025 0.439 0.0251 131 ø8 a 200 250 0.28

MI(kN.m) 12.40 90 0.117 0.439 0.1252 653 ø10 a 100 785 0.87

MII(kN.m) 5.83 90 0.055 0.439 0.0568 296 ø10 a 200 393 0.44

S3

M1(kN.m) 5.46 90 0.052 0.439 0.0531 277 ø8 a 120 419 0.47

M2(kN.m) 2.52 90 0.024 0.439 0.0242 126 ø8 a 200 250 0.28

MI(kN.m) 12.24 90 0.116 0.439 0.1234 644 ø10 a 100 785 0.87

MII(kN.m) 5.60 90 0.053 0.439 0.0544 284 ø10 a 200 393 0.44

S4

M1(kN.m) 5.17 90 0.049 0.439 0.0502 262 ø8 a 120 419 0.47

M2(kN.m) 2.61 90 0.025 0.439 0.0250 131 ø8 a 200 250 0.28

MI(kN.m) 11.63 90 0.110 0.439 0.1168 610 ø10 a 100 785 0.87

MII(kN.m) 5.84 90 0.055 0.439 0.0568 297 ø10 a 200 393 0.44

S5

M1(kN.m) 6.14 90 0.058 0.439 0.0599 313 ø8 a 120 419 0.47

M2(kN.m) 1.57 90 0.015 0.439 0.0150 78 ø8 a 200 250 0.28

MI(kN.m) 13.19 90 0.125 0.439 0.1337 698 ø10 a 100 785 0.87

MII(kN.m) 3.41 90 0.032 0.439 0.0328 171 ø10 a 200 393 0.44

S6

M1(kN.m) 6.84 90 0.065 0.439 0.0670 350 ø8 a 120 419 0.47

M2(kN.m) 1.93 90 0.018 0.439 0.0185 96 ø8 a 200 250 0.28

MI(kN.m) 14.72 90 0.139 0.439 0.1506 786 ø10 a 100 785 0.87

MII(kN.m) 4.19 90 0.040 0.439 0.0405 211 ø10 a 200 393 0.44



Kí hiệu Mômen h0(mm) m R As(mm2) As chọn(mm2/m) %

S7

M1(kN.m) 5.43 90 0.051 0.439 0.0527 275 ø8 a 120 419 0.47

M2(kN.m) 2.74 90 0.026 0.439 0.0263 137 ø8 a 200 250 0.28

MI(kN.m) 12.20 90 0.115 0.439 0.1230 642 ø10 a 100 785 0.87

MII(kN.m) 6.13 90 0.058 0.439 0.0597 312 ø10 a 200 393 0.44

S10

M1(kN.m) 5.35 90 0.051 0.439 0.0519 271 ø8 a 120 419 0.47

M2(kN.m) 3.02 90 0.029 0.439 0.0290 151 ø8 a 200 250 0.28

MI(kN.m) 12.13 90 0.115 0.439 0.1222 638 ø10 a 100 785 0.87

MII(kN.m) 6.91 90 0.065 0.439 0.0676 353 ø10 a 200 393 0.44

S11

M1(kN.m) 0.99 90 0.009 0.439 0.0094 49 ø8 a 120 576 0.64

M2(kN.m) 0.71 90 0.007 0.439 0.0067 35 ø8 a 200 622 0.69

MI(kN.m) 2.28 90 0.022 0.439 0.0218 114 ø10 a 100 667 0.74

MII(kN.m) 1.64 90 0.016 0.439 0.0157 82 ø10 a 200 713 0.79

4.2.2. Ô bản dầm

a. Xác định nội lực trong các ô bảng.

Tính toán theo sơ đồ biến dạng dẻo.

Xét tỷ số 2 1/ 2l l thuộc loại bản dầm, bản làm việc 1 phương theo cạnh ngắn.

Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà / 3d sh h : Liên kết được xem là tựa

đơn (khớp).

Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà / 3d sh h : Liên kết được xem là

liên kết ngàm.

Ta có:

- Chiều dày sàn: 110( )sh mm


5004.55 3

110d

s

h

h


6005.55 3

110d

s

h

h

Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải có bề rộng b = 1m, xem bản như 1 dầm có 2 đầu ngàm.



Sơ đồ tính.

Hình 4.3 Sơ đồ tính ô bản dầm

Bảng 4.12. Xác định nội lực

Kí hiệu

Cạnh ngắn L1

Cạnh dài L2

Tỷ số L2/L1

TT + HT (daN/m2)

q (kN/m )

Mg (kN.m)

Mn (kN.m)

S8 1.75 8.00 4.57 948 9.48 2.42 1.21

S9 2.50 6.00 2.40 948 9.48 4.93 2.47



20

m R

b b

M

R bh

m 211

0b bs

s

R bhA

R

0

, 0.3% 0.9%shl

A

b h



Trong đó

0.439R [Bảng E.2 – Phụ lục E TCXDVN 356: 2005].

0.9b [ Bảng15 TCXDVN 356: 2005].

Bảng 4.13. Kết quản tính toán cốt thép

BÊ TÔNG B25 Rb= 14.5 MPa

CỐT THÉP A-II Rs= 280 MPa

HÀM LƯỢNG CT 0.3%< % <0.9%

Kí hiệu

Mômen h0

(mm) m R As (mm2)

As chọn (mm2/m)

%

S8 Mg(kN.m) 2.42 90 0.023 0.439 0.0231 134 Ø 6 a 100 283 0.31

Mn(kN.m) 1.21 90 0.011 0.439 0.0115 67 Ø 6 a 100 283 0.31

S9 Mg(kN.m) 4.93 90 0.047 0.439 0.0478 277 Ø 6 a 100 283 0.31

Mn(kN.m) 2.47 90 0.023 0.439 0.0236 137 Ø 6 a 100 283 0.31

4.3. KIỂM TRA Ô SÀN

4.3.1. Kiểm tra khả năng chịu cắt:

Ta xét ô bản kê bốn cạnh có kích thước lớn nhất, ô S6 (4.25 x 8)m.

Lực cắt lớn nhất trong ô được tính: (Theo công thức 2-24 sách Sàn Sườn Bê Tông Toàn

Khối, Nguyễn Đình Cống).

1oQ ql

Ô có 4 cạnh ngàm (sơ đồ IV)

2

1

81.88

4.25

lr

l

Tra phụ lục 7 [Theo sách Sàn Sườn Bê Tông Toàn Khối, Nguyễn Đình Cống]. Cho

0 0.474 .

1 0.474 10.53 4.25 21.21( )oQ ql kN

Điều kiện kiểm tra là riêng bê tông đủ khả năng chịu được lực cắt mà không cần đến cốt

thép.

0 4 00.5b b btQ Q R bh



Trong đó:

Q = 21.21 (kN): lực cắt lớn nhất trong bản

0bQ - khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông.

btR - cường đồ tính toán về kéo của bê tông. Bê tông B25,

1.05btR MPa (Theo bảng 13 TCXDVN 356:2005).

4b - hệ số để tính toán về khả năng chịu cắt của bê tông. 4 1.5b đối với

bê tông thông thường.

0 4 00.5 0.5 1.5 1050 0.09 70.87( )b b btQ R bh kN

Ta có: 021.21( ) 70.87( )bQ kN Q kN .

Như vậy sàn đủ khả năng chịu lực cắt.

4.3.2. Kiểm tra độ võng của sàn

Ta xét ô bản kê bốn cạnh có kích thước lớn nhất, ô S6 (4.25 x 8)m.

Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải có bề rộng 1m để kiểm tra. Độ võng của dải bản là:

211 1

5

48 EJ

Mf l

Trong đó:

1f - độ võng theo phương cạnh ngắn.

1M - mômen giữa nhịp theo phương cạnh ngắn. 1 6.84( . )M kN m

E - mô đun đàn của bê tông. 330.10E MPa [ Theo bảng 17 TCXDVN

356:2005].

J - mômen quán tính của tiết diện bê tông.

3 34 41 0.11

1.109 ( )12 12

bhJ e m

1l - chiều dài cạnh ngắn. 1 4.25( )l m

2 211 1 6 4

5 5 6.844.25 0.0039( ) 0.39( )

48 EJ 48 30.10 1,109.10

Mf l m cm

Điều kiện kiểm tra: 1f f gh



Trong đó:

1 1

4.25 0.017( ) 1.7( )250 250

f gh l m cm [ Theo bảng 4 TCXDVN

356:2005].

Ta có: 1 0.39( ) 1.7( )f cm f gh cm .

Như vậy sàn thỏa yêu cầu về độ võng



CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CẦU THANG TRỤC 1 – 2 TẦNG ĐIỂN HÌNH

5.1. CẤU TẠO CỦA CẦU THANG

Tính toán cầu thang điển hình cho công trình. Đây là cầu thang 2 vế, dạng bản không dầm

đỡ, 1 đầu tựa lên dầm sàn, 1 đầu tựa lên dầm chiếu nghỉ. Tính toán cầu thang như bản loại

dầm hai đầu ngàm.

5.2. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN

Chiều cao tầng trệt: 3200th mm

Chiều dày bản thang được xác định:

1 1 3200 3200(128 107)

25 30 25 30bh L mm

Chọn 120bh mm

Cấu tạo một bậc thang

150 180mm

250 320mm

2 580 600

b

b

b b

h

l

h l

Chọn

160mm

260mm

2 580

b

b

b b

h

l

h l

Kích thước dầm chiếu tới, chiếu nghỉ

2600

325 2178 12 8 12

2 4

d

dd

lh mm

hb

Chọn300mm

200

d

d

h

b mm



Hình 5.1 Mặt bằng cầu thang

Hình 5.2 Mặt cắt cầu thang



5.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

5.3.1. Tĩnh tải

Hình 5.3 Cấu tạo bản thang và chiếu nghỉ

a. Chiếu nghỉ

Bảng 5.1. Tải trọng các lớp cấu tạo chiếu nghỉ


(daN/m2)

Hệ số vượt

tải

Tải tính toán

(daN/m2)

1 Đá hoa cương dày 2cm 2400 x 0.02 = 48 1.1 52.8

2 Vữa XM lót dày 2cm 1600 x 0.02 = 32 1.3 41.6

3 Bản BTCT dày 12cm 2500 x 0.02 = 300 1.1 330

4 Vữa trát dày 1.5cm 1600 x 0.015 = 24 1.3 31.2

Tổng cộng 455.6

b. Bản thang

Chiều dài bản thang

2 2 2 22.44 1.6 2.92( )L l h m .



Trọng lượng 1 bậc thang

20.5 1800 0.5 0.16 0.26 9115( / )

2.92b b b

b

h l nG daN m

L

Bảng 5.2. Tải trọng các lớp cấu tạo bản thang


(daN/m2)

Hệ số

vượt tải

Tải tính toán

(daN/m2)

1 Đá hoa cương dày 2cm 2400 x 0.02 = 48 1.1 53

2 Vữa XM lót dày 2cm 1600 x 0.02 = 32 1.3 42

3 Gạch xây 115 1.1 127

4 Bảng BTCT dày 12cm 2500 x 0.02 = 300 1.1 330

5 Vữa trát dày 1.5cm 1600 x 0.015 = 24 1.3 31

Tổng cộng 583

5.3.2. Hoạt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên bản thang và bản chiếu tới. [ Theo TCVN 2737:1995]

.tt tc pp p n

Trong đó:

Ptc = 300 daN/m2 tải trọng tiêu chuẩn lấy [ Theo bảng 3 TCVN 2737-1995]

pn hệ số vượt tải [ Theo 4.3.3 TCVN 2737:1995]

Vậy: 300 1.2 360( / 2)ttp daN m

Hoạt tải phân bố đều theo chiều dài bản thang:

22.44360 301( / )

2.92tt ttb

lp p daN m

L

5.3.3. Tổng tải trọng.

Tổng tải trọng lên chiếu nghỉ: 2455.6 360 816( / )cnq daN m

Tổng tải trọng lên chiếu nghỉ tính theo 1m bề rộng: 816 1 816( / )cnq m daN m

Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang: 2583 301 884( / )bq daN m

Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang theo 1m bề rộng: 884 1 884( / )bq m daN m



5.4. TÍNH TOÁN BẢN THANG VÀ CHIẾU NGHỈ

5.4.1. Sơ đồ tính toán

Hình 5.4 Sơ đồ tải trọng tính toán

(a)- Từ sàn đến bản chiếu nghỉ, (b)- Từ bản chiếu nghỉ tới sàn

5.4.2. Xác định nội lực

Đây là hệ tĩnh định, nội lực có thể dùng phương pháp cơ kết cấu hoặc dùng các chương

trình tính kết cấu để giải. Có thể tính nội lực như sau:

a. Phương pháp cơ kết cấu



/ 0

2.44 1.45(2.44 1.45) 1.45 ( 2.44)

2 2

3.89 884 2.92 1.22 816 1.45 3.165

3.89 6893.99

6893.991772( )

3.89

B b cn

B

B

B

M A

R q L q

R

R

R daN

( 1.45)

(884 2.92 816 1.45) 1772

1992( )

A b cn B

A

A

R q L q R

R

R daN

Xét tại một tiết diện bất kỳ, cách gối tựa A một đoạn x, tính mômen tại tiết diện đó:

2

2 osb

x A

q xM R x

c

Trong đó:

2.44os 0.84

2.92

lc

L

Mômen lớn nhất ở nhịp được xác định từ điều kiện: “Đạo hàm của mômen là lực cắt và lực

cắt tại đó phải bằng không”

Đạo hàm phương trình 2

2 osb

x A

q xM R x

c

theo x và cho đạo hàm bằng không, ta tìm

được x:

0os

2.441992

os 2.92 1.88( )884

bA

AA

b b

q xQ R

c

lR

R c Lx mq q

Thay x = 1.88 (m) vào phương trình

2

2 osb

x A

q xM R x

c

ta tính được axmM .

Mômen lớn nhất ở nhịp:

2 2

ax

884 1.881992 1.88 1876( . ) 18.76( . )

2.442 os 22.92

bm A

q xM R x daN m kN m

c

Giá trị mômen tại vị trí tiếp giáp phần chiếu nghỉ và vế thang:



1

2.44 2.442.44 1992 2.44 884 2.92 1712( . ) 17.12( . )

2 2A bM R q L daN m kN m

b. Phương pháp giải sap2000


Hình 5.6 Phản lực tại gối tựa



Hình 5.7 Biểu đồ Mômen(kN.m)

Hình 5.8 Biểu đò lực cắt(kN)

5.4.3. Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép

a. Tính toán cốt thép

Do 2 vế của bản thang giống nhau nên chỉ tính toán cho 1 vế, vế còn lại bố trí thép tương

tự. Bản thang được tính như cấu kiện chịu uốn.

Lựa chọn vật liệu

Bê tông B25 : Rb = 14.5 MPa; Rbt = 1.05MPpa

Thép AII : Rs = 280 MPa




ax20

mm R

b b

M

R bh

3 2

18.760.144 0.432

0.9 14.5 10 1 0.1m R

1 1 2 1 1 2 0.144 0.156m

4 2 20 0.156 0.9 14.5 1 0.17.27 10 ( ) 727( )

280b b

s

s

R bhA m mm

R

0.3% 0.9%hl

0

7850.8%

1000 100sA

b h

Trong đó

0.432R [ Bảng E.2 – Phụ lục E TCXDVN 356: 2005].

0.9b [ Bảng15 TCXDVN 356: 2005].

b. Bố trí cốt thép

Cách 1: bố trí cốt thép 100% ở nhịp và đặt cấu tạo ở gối bằng 30% nhịp.

2727( )snhip sA A mm Chọn 210 100 785( )schona A mm

2ôi 30% 0.3 727 218( )sg snhipA A mm Chọn 28 200 250( )schona A mm

Cách 2: bố trí cốt thép 70% ở nhịp và đặt cấu tạo 40% tại gối.

270% 0.7 727 509( )snhip sA A mm Chọn 210 150 523( )schona A mm

2ôi 40% 0.4 727 291( )sg sA A mm Chọn 28 150 335( )schona A mm

Lựa chọ giải pháp:

Hai cách bố trí đều có những ưu khuyết điểm riêng. Nhưng để thiên về an toàn e chọn cách

bố trí 1.

Cách 1: bố trí cốt thép 100% ở nhịp và đặt cấu tạo ở gối bằng 30% nhịp.

2727( )snhip sA A mm Chọn 210 100 785( )schona A mm



2ôi 30% 0.3 727 218( )sg snhipA A mm Chọn 28 200 250( )schona A mm

5.5. TÍNH TOÁN DẦM CHIẾU NGHỈ.

5.5.1. Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ.

Chọn kích thước tiết diện dầm là (200300)mm .

- Trọng lượng bản thân của dầm :

( ) 0.2 0.3 0.12 x 1.1x2500 99 daN / md d d b bg b h h n

- Trọng lượng tường xây trên dầm:

Chiều cao tường: t âng 3200

600 1000( )2 2

t d

hh h mm

Trọng lượng tường: 0.2 1 1.1x1800 396 daN / mt t t tg b h n

- Tải trọng do bản thang truyền vào, là phản lực của các gối tựa tại B và tại C của vế 1

vế 2 được qui về dạng phân bố đều :

17721772( / )

1 1B

vethang

Rq daN m

m

Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ :

99 396 1772 2267( / )d t vethangq g g q daN m



5.5.2. Sơ đồ tính toán



Mômen lớn nhất trong dầm:

2 2

ax

22,67 2,314.99( . )

8 8d d

m

q LM kN m

Lực cắt lớn nhất trong dầm:

ax

22,67 2,326,07( )

2 2d d

m

q LQ kN

5.5.4. Tính toán cốt thép

a. Tính toán cốt thép dọc

Lựa chọn vật liệu

Bê tông B25 : Rb = 14.5 MPa; Rbt = 1.05MPpa

Thép AII : Rs = 280 MPa

Giả thiết: a = 35 mm, 0 300 35 265( )sh h a mm , b=200mm. Tính

ax20

mm R

b b

M

R bh

3 2

14.990.082 0.432

0.9 14.5 10 0.2 0.265m R

1 1 2 1 1 2 0.082 0.085m



4 2 20 0.085 0.9 14.5 0.2 0.2652.11 10 ( ) 211( )

280b b

s

s

R bhA m mm

R

Chọn 22 14 308( )schonA mm

0.3% 0.9%hl

0

3080.58%

200 265sA

b h

Trong đó

0.432R [ Bảng E.2 – Phụ lục E TCXDVN 356: 2005].

0.9b [ Bảng15 TCXDVN 356: 2005].

b. Kiểm tra khả năng chịu cắt:

Lực cắt lớn nhất tác dụng lên dầm chiếu nghỉ là Qmax = 26.07( kN)

Theo Nguyễn Đình Cống, 2008, Sàn sườn bê tông toàn khối. Nhà xuất bản xây dựng, Hà

nội: 103-109.

Khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông khi không có cốt thép đai:

24 0

0

(1 )b n btb

R bhQ

C

Trong đó:

Rbt = 1.05Mpa chường độ tính toán về kéo của bê tông.

4 1.5b hệ số phụ thuộc loại bê tông.

0n hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc N.

C: hình chiếu của tiết diện nghiêng lên phương trục dầm. Lấy gần đúng

C=2h0

30 4 00.5 (1 ) 0.5 1.5 1.05 10 0.2 0.265 41.74( )b b n btQ R bh kN

Ta thấy ax 026.07( ) 41.74( )m bQ kN Q kN nên không cần tính toán cốt đai. Chọn đặt

cốt thép đai theo cấu tạo với 3 3

300 225( )4 4

s h mm .

Chọn 6 200a bố trí cốt đai làm cấu tạo.



CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN

6.1. GIỚI THIỆU CHUNG

Ngày nay với sự phát triển của công nghệ thông tin với sự ra đời của các phần mềm giúp ta

nhanh chóng xác định nội lực của toàn bộ công trình chính xác, nhanh chóng và thuận tiện.

Một trong những phần mềm đó là Etabs của hãng CSI. Ngoài ra còn rất nhiều phần mềm khác

để giúp ta giải quyết tất cả những vấn đề về nội lực của kết cấu nhưng trong phạm vi đồ án này

em chỉ chọn Etabs làm phần mềm giúp giải quyết nội lực của công trình mà em đang làm.

Sử dụng phương pháp Phần tử hữu hạn, mô hình toàn bộ kết cấu công trình dạng khung

không gian trong phần mềm Etabs 9.7.0

Mô hình khung gồm các phần tử cột, dầm, sàn và vách cứng. Trong kết cấu nhà nhiều tầng

thì sàn đóng vai trò rất quan trọng, sàn phải có đủ độ cứng để có thể truyền được tải ngang. Do

đó ta cần phải khai báo sàn là tuyệt đối cứng (Rigid Diaphragm), mỗi một sàn tầng tương ứng

với một Diaphragm. Gán tải phân bố trực tiếp lên sàn, đối với tường xây trên dầm ta quy về

lực phân bố trên dầm

6.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH

6.2.1. Tải trọng thẳng đứng

a. Tải trọng tác dụng vào sàn

Tĩnh tải

Trọng lượng bản thân của sàn phụ thuộc các lớp cấu tạo

Bảng 6.1. Tải trọng các lớp cấu tạo sàn điển hình


(daN/m2) Hệ số


(daN/m2)





Tổng cộng 185



Bảng 6.2. . Tải trọng các lớp cấu tạo sàn tầng mái


(daN/m2) Hệ số


(daN/m2)



3 Lớp chống thấm dày 2 cm 2200 x 0.02 = 44 1.2 52.8



Tổng cộng 237.8

Trọng lượng tường xây và cửa đặt trực tiếp lên sàn được quy về tải trọng phân bố đều lên

sàn.

Bảng 6.3. Tải trọng tường quy đổi phân bố đều trên sàn

Kí hiệu

Kích thước ô sàn ( ln x ld )(m2)

Diện tích Số lượng tường trên sàn (m) Tải tường gt

(daN/m2) Tường 100 Tường 200

S1 4.05 x 6.20 25.11 10.24 3.5 368

S2 4.25 x 6.20 26.35 9.98 0 213

S3 4.05 x 6.00 24.30 3.25 5.6 304

S4 4.25 x 6.00 25.50 9.17 0 202

S5 4.05 x 8.00 32.40 9.5 3.65 277

S6 4.25 x 8.00 34.00 12.6 0 209

S7 4.40 x 6.20 27.28 0 0 0

S8 1.75 x 8.00 14.00 0 0 0

S9 2.50 x6.00 15.00 0 0 0

S10 4.50 x 6.00 27.00 0 0 0

S11 2.21 x 2.60 5.75 0 0 0

Hoạt tải

Dựa vào công năng của các ô sàn, ta tìm hoạt tải tiêu chuẩn. [ Theo bảng 3 TCVN 2737 -

1995].



Bảng 6.4. Tải trọng tiêu chuẩn Ptc phân bố đều trên sàn

STT Chức năng Ptc(daN/m2) Hệ số vượt tải

1 Phòng ngủ 150 1.3

2 Phòng khách 150 1.3

3 Tolet 150 1.3

4 Nhà bếp 150 1.3

5 Ban công 200 1.2

6 Hành lang 300 1.2

7 Sảnh 400 1.2

8 Phòng đọc có kệ sách 300 1.2

9 Nhà trẻ 200 1.2

10 Nhà tang lễ 400 1.2

11 Mái 75 1.3

12 Tầng hầm 500 1.2

Trong nhà cao tầng, do xác suất xuất hiện hoạt tải ở tất cả các phòng và tất cả các tầng là

không xảy ra, do đó giá trị hoạt tải sử dụng được nhân với hệ số giảm tải được quy định trong

TCVN 2737-1995.

- Đối với nhà ở, phòng ăn, WC, phòng làm việc, hệ số giảm tải là :

1

0,60,4

/ 1A

A A , với diện tích phòng A A1 = 9 m2

- Đối với phòng họp, phòng giải trí, ban công, lô gia, hệ số giảm tải là:

1

0,50,5

/ 1A

A A , với diện tích phòng A A1 = 36 m2

Hoạt tải tầng trệt



Bảng 6.5. Hoạt tải trên các ô sàn tầng trệt

Ô sàn Chức năng Diện tích


Ptt (daN/m2)

Hệ số giảm tải Ptt ô sàn (daN/m2)

S1 Nhà trẻ 25.11 1.2 200 0.76 182.4

S2 Nhà trẻ 26.35 1.2 200 0.75 180.0

S3 Sảnh 24.30 1.2 400 1 480.0

S4 Sảnh 25.50 1.2 400 1 480.0

S5 Nhà trẻ 32.40 1.2 200 0.72 172.8

S6 Nhà trẻ 34.00 1.2 200 0.71 170.4

S7 Sảnh 27.28 1.2 400 1 480.0

S8 Sảnh 14.00 1.2 400 1 480.0

S9 Sảnh 15.00 1.2 400 1 480.0

S10 Sảnh 27.00 1.2 400 1 480.0

S11 Sảnh 5.75 1.2 400 1 480.0

Hoạt tải tầng điển hình

Bảng 6.6. Hoạt tải trên các ô sàn tầng điển hình

Ô sàn


Ptc (daN/m2)


Ptt (daN/m2)


Ptt sàn

(daN/m2)

Ptt ô sàn

(daN/m2)

S1

Phòng ngủ 15.72 150 1.3 195 0.85 165.75

220.7 Ban công 3.70 200 1.2 240 1 240

Phòng đọc có kệ sách

5.69 300 1.2 360 1 360

S2

Tolet 7.13 150 1.3 195 1 195

205.2 Hành lang 4.13 300 1.2 360 1 360

Phòng ngủ 15.10 150 1.3 195 0.86 167.7

S3

Phòng khách

14.47 150 1.3 195 0.87 169.65

189.7 Ban công 5.28 200 1.2 240 1 240

Phòng ngủ 4.55 150 1.3 195 1 195

S4

Phòng khách

16.14 150 1.3 195 0.85 165.75

176.5 Nhà bếp 6.76 150 1.3 195 1 195

Tolet 2.60 150 1.3 195 1 195

S5

Phòng khách

6.00 150 1.3 195 1 195

166.1 Phòng ngủ 23.65 150 1.3 195 0.77 150.15

Ban công 2.75 200 1.2 240 1 240



Ô sàn


Ptc (daN/m2)


Ptt (daN/m2)


Ptt sàn

(daN/m2)

Ptt ô sàn

(daN/m2)

S6

Nhà bếp 4.38 150 1.3 195 1 195

256.9 Hành lang 13.38 300 1.2 360 1 360

Tolet 5.72 150 1.3 195 1 195

Phòng ngủ 10.53 150 1.3 195 0.95 185.25

S7 Hành lang 27.28 300 1.2 360 1 360 360

S8 Hành lang 14.00 300 1.2 360 1 360 360

S9 Hành lang 15.00 300 1.2 360 1 360 360

S10 Hành lang 27.00 300 1.2 360 1 360 360

S11 Hành lang 5.75 300 1.2 360 1 360 360

Hoạt tải tầng mái

2

2

75( / )

1.3 75 97.5( / )

tc

tt tc

p daN m

p n p daN m

Hoạt tải tầng hầm

2

2

500( / )

1.2 500 600( / )

tc

tt tc

p daN m

p n p daN m

b. Tải trọng tác dụng vào dầm

Tải trọng tường tác dụng lên dầm biên dày 20mm.

Bảng 6.7. Tải trọng tường 200 cao 2.6m


Các lớp Chiều dày lớp(mm)

(daN/m2)TT

tiêu chuẩn Hệ số vượt

tải TT

tính toán

2 lớp trát 30 1600 125 1.3 163

Gạch xây 200 1800 936 1.1 1030


1193


835






(daN / m2)TT

tiêu chuẩn Hệ số

vượt tải TT

tính toán

2 lớp trát 30 1600 130 1.3 169

Gạch xây 200 1800 972 1.1 1069


1238


867

Tải trọng tường tác dụng lên dầm giữa dày 100mm.




(daN / m2)TT

tiêu chuẩn Hệ số

vượt tải TT

tính toán

2 lớp trát 30 1600 125 1.3 163

Gạch xây 100 1800 468 1.1 515

Tải tường phân bố trên 1m dài ( daN /m) 593

678


475

Bảng 6.10. Tải trọng tường 100 cao 2.7



(daN/m2)TT tiêu chuẩn


TT tính toán

2 lớp trát 30 1600 130 1.3 169

Gạch xây 100 1800 486 1.1 535

Tải tường phân bố trên 1m dài ( daN /m) 616

704


493

6.2.2. Tải trọng ngang

a. Áp lực đất tác dụng lên khung ngang

Sau khi ta đào lớp đất ở tầng hầm lên thì ta phải lấp 1 lớp đất khác vào. Chọn loại đất lấp

vào là đất cát vàng có =1600 daN/m3; =300; c=0. Giả thiết ma sát sau lưng tường bằng 0:

=0.



Xác định áp lực đất:

Hình 6.1 Áp lực đất tác dụng lên côt

Cường độ áp lực đất trên đoạn tường tầng hầm cao 3m:

2 0(45 )2

aP z tg

Với z : kể từ mặt đất tự nhiên trở xuống .

- Tại A(đỉnh tường chắn) : z =0 .

2 0 2301600 0 (45 ) 0( / )

2aP tg daN m

- Tại B(chân tường chắn) : z =1.8 m

2 0 2301600 1.8 (45 ) 960( / )

2aP tg daN m

Áp lực đất truyền lên vách được quy đổi thành phân bố đều:

25 5960 300( / )

16 16td aq p daN m

b. Tải trọng gió tác động vào công trình.

Gió động

Do công trình có chiều cao 38.6m < 40m nên theo quy phạm cho phép không cần tính gió

động.



Gió tĩnh

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức

Wtc = W0.k.c (daN/m2)

Trong đó:

Wo: Giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng. Công trình xây dựng ở khu

vực nội thành của Thành phố Hồ Chí Minh nên thuộc vùng II.A có Wo= 83(daN/m2).

C: Hệ số khí động, xác định bằng cách tra bảng 6.

Phía đón gió: C= +0,8.

Phía khuất gió: C= -0,6.

k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao.

- Tải trọng gió quy về lực phân bố đều ngang mức sàn

Wtt= γ. β.(Wh+Wđ).H (daN/m2)

Trong đó

γ: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2.

β: hệ số điều chỉnh tải trọng gió với thời gian sử dụng giả định công trình là

50 năm thì ta có β = 1. [ Lấy bảng 6 trang 12 TCXD 229].

H = 0,5(ht + hd) (m) : Chiều cao đón gió của tầng đang xét



Bảng 6.11. Thành phần gió tĩnh theo phương X

Tầng Cao trình

công trình(m)

Cao trình tính gió Zi (m)

Chiều cao tầng

(m)

H (m)

B (m)

k(Zi) Wđ

(daN/m2) Wh

(daN/m2) Wtt (daN)

Hầm -3.00 -1.80 3.00

23.60 0.000 0.0 0.0 0.0

MĐTN -1.20 0.00

23.60 0.000 0.0 0.0 0.0

Tầng trệt 0.00 1.20 3.60 3.00 23.60 0.363 24.7 18.5 3665.4

Tầng 2 3.60 4.80 3.20 3.40 23.60 0.534 36.3 27.3 6124.2

Tầng 3 6.80 8.00 3.20 3.20 23.60 0.617 41.9 31.4 6650.3

Tầng 4 10.00 11.20 3.20 3.20 23.60 0.678 46.1 34.6 7307.3

Tầng 5 13.20 14.40 3.20 3.20 23.60 0.727 49.4 37.1 7840.0

Tầng 6 16.40 17.60 3.20 3.20 23.60 0.769 52.3 39.2 8293.1

Tầng 7 19.60 20.80 3.20 3.20 23.60 0.806 54.8 41.1 8690.2

Tầng 8 22.80 24.00 3.20 3.20 23.60 0.839 57.0 42.8 9045.5

Tầng 9 26.00 27.20 3.20 3.20 23.60 0.869 59.1 44.3 9368.1

Tầng 10 29.20 30.40 3.20 3.20 23.60 0.896 60.9 45.7 9664.5

Tầng 11 32.40 33.60 3.20 3.20 23.60 0.922 62.7 47.0 9939.2

Tầng mái 35.60 36.80 3.20 3.20 23.60 0.945 64.3 48.2 10195.6

Bảng 6.12. Thành phần gió tĩnh theo phương Y

Tầng Cao trình

công trình(m)

Cao trình tính gió Zi (m)

Chiều cao tầng

(m)

H (m)

B (m)

k(Zi) Wtc

(daN/m2) Wtc

(daN/m2) Wtt (daN)

Hầm -3.00 -1.80 3.00

44.40 0.000 0.0 0.0 0.0

MĐTN -1.20 0.00

44.40 0.000 0.0 0.0 0.0

Tầng trệt 0.00 1.20 3.60 3.00 44.40 0.363 24.7 18.5 6895.8

Tầng 2 3.60 4.80 3.20 3.40 44.40 0.534 36.3 27.3 11521.8

Tầng 3 6.80 8.00 3.20 3.20 44.40 0.617 41.9 31.4 12511.5

Tầng 4 10.00 11.20 3.20 3.20 44.40 0.678 46.1 34.6 13747.6

Tầng 5 13.20 14.40 3.20 3.20 44.40 0.727 49.4 37.1 14749.8

Tầng 6 16.40 17.60 3.20 3.20 44.40 0.769 52.3 39.2 15602.3

Tầng 7 19.60 20.80 3.20 3.20 44.40 0.806 54.8 41.1 16349.4

Tầng 8 22.80 24.00 3.20 3.20 44.40 0.839 57.0 42.8 17017.8

Tầng 9 26.00 27.20 3.20 3.20 44.40 0.869 59.1 44.3 17624.8

Tầng 10 29.20 30.40 3.20 3.20 44.40 0.896 60.9 45.7 18182.3

Tầng 11 32.40 33.60 3.20 3.20 44.40 0.922 62.7 47.0 18699.1

Tầng mái 35.60 36.80 3.20 3.20 44.40 0.945 64.3 48.2 19181.5



6.3. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN TRÊN ETABS

6.3.1. Lập mô hình trên Etabs

Việc lập mô hình tính toán được thực hiện trên Etabs 9.7.0

Tiết diện sơ bộ của kết cấu được chọn ở phần trên và trình bày trong Bảng 6.13

Bảng 6.13. Kích thước sơ bộ của kết cấu

Kích thước sơ bộ của kết cấu Kích thước (mm)

Cột

Cột giữa tầng hầm, trệt, 1, 2, 3 700 x 800

Cột giữa tầng 4, 5, 6 600 x 700

Cột giữa tầng 7, 8, 9 600 x 500

Cột giữa tầng 10, 11, mái 600 x 400

Cột biên phương X 600 x 600

Cột biên phương Y 600 x 600

Dầm

Dầm phương X 250 x 500

Dầm phương Y 300 x 600

Dầm chiếu tới 200 x 300

Vách thang máy 300

Vách tầng hầm 300

Sàn tầng trệt, điển hình, mái 110

Sàn tầng hầm 200

Khai báo đặc trưng vật liệu: Define\Material Properties

Hình 6.2 Khai báo vật liệu

Khai báo phần tử cột, dầm: Define\Frame Sections



Hình 6.3 Khai báo cột

Hình 6.4 Khai báo dầm



Khai báo phần tử sàn, vách: Define\Wall/Slab/Deck Section

Hình 6.5 Khai báo sàn

Hình 6.6 Khai báo vách



6.3.2. Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng

Khai báo trường hợp tải: Define\Static Load Case

Hình 6.7 Khai báo các trường hợp tải trọng

Khai báo tổ hợp tải trọng: Define\ Load Combinations

Hình 6.8 Khai báo tổ hợp tải trọng



Bảng 6.14. Tổ hợp tải trọng

Combo Load Combination

Type Define Combination Ghi chú

Comb1 ADD TT + HTTL

Comb2 ADD TT + HTTC

Comb3 ADD TT + HTTL + HTTC

Comb4 ADD TT + GTX

Comb5 ADD TT - GTX

Comb6 ADD TT + GTY

Comb7 ADD TT - GTY

Comb8 ADD TT + 0.9HTTL + 0.9GTX

Comb9 ADD TT + 0.9HTTL - 0.9GTX

Comb10 ADD TT + 0.9HTTL + 0.9GTY

Comb11 ADD TT + 0.9HTTL - 0.9GTY

Comb12 ADD TT + 0.9HTTC + 0.9GTX

Comb13 ADD TT + 0.9HTTC - 0.9GTX

Comb14 ADD TT + 0.9HTTC + 0.9GTY

Comb15 ADD TT + 0.9HTTC - 0.9GTY

Comb16 ADD TT + 0.9HTTC + 0.9HTTL + 0.9GTX

Comb17 ADD TT + 0.9HTTC + 0.9HTTL - 0.9GTX

Comb18 ADD TT + 0.9HTTC + 0.9HTTL + 0.9GTY

Comb19 ADD TT + 0.9HTTC + 0.9HTTL - 0.9GTY

EVEN1 EVEN (Comb1 + Comb2 + … + Comb19) Dùng tính thép

Comb20 ADD 0.909TT + 0.833HTTL + 0.833 HTTC Độ võng

Comb21 ADD 0.909TT + 0.833GTX

Comb22 ADD 0.909TT - 0.833GTX

Comb23 ADD 0.909TT + 0.833GTY

Comb24 ADD 0.909TT - 0.833GTY

EVEN2 EVEN (Comb21+Comb22+Comb23+Comb24) Chuyển vị ngang

6.3.3. Gán tải trọng

Sau khi khai báo các trường hợp tải trọng như trên ta tiến hành gán tải trọng tính toán vào

mô hình.

Đối với tĩnh tải và hoạt tải ta gán phân bố đều trên sàn: Assign \ Shell/Area

Loads\Uniform.



Hình 6.9 Gán tải trọng phân bố đều trên sàn

Đối với tải tường phân bố dầm: Assign \ Frame/Line Loads\Distributed

Hình 6.10 Gán tải trọng tường lên dầm

Đối với gió tĩnh ta gán tải trọng phân bố đều tính toán vào tâm hình học của công trình.



Hình 6.11 Gió tĩnh X

Hình 6.12 Gió tĩnh Y


Nhập tải trọng và khai báo các tổ hợp tải trọng sau đó chạy chương trình để có các kết quả

nội lực và chuyển vị của hệ kết cấu.



6.4. TÍNH TOÁN DẦM VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP

6.4.1. Lý thuyết tính toán

a. Tổ hợp nội lực tính toán

Dùng biều đồ lấy từ tổ hợp Even1 để tính toán cốt thép cho dầm.

Tính cốt dọc: mỗi dầm lấy momen tại 3 tiết diện (gối trái, nhịp, gối phải), mỗi tiết diện lấy

giá trị Mmax và Mmin để tính toán cốt thép.

Tính cốt ngang: mỗi dầm lấy lực cắt tại 4 tiết diện( gối trái, ¼ nhịp, ¾ nhịp, gối phải) để

tính cốt ngang.

b. Trình tự tính toán

Do mặt bằng công trình đối xứng nên ta chỉ chọn 3 dầm B47, B48, B49 để tính toán.

Tính toán cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhật

Các đặc trưng vật liệu tính toán

Bêtông B25 :

14.5

1.05

30000

b

bt

R MPa

R MPa

E MPa

Cốt thép dọc AII:

280

280

210000

s

sc

s

R MPa

R MPa

E MPa

Cốt thép đai AI : 225

210000

swR MPa

E MPa

Các công thức tính toán theo trình thự sau

Dữ liệu đầu vào: , , , , , ,,b bM b h a R R Rs sc

Tính hệ số: 20b b

Mm

R bh

,

Bê tông B25, 2 0.9b . Cốt thép thuộc nhóm AII, CII0,432

0,632R

R

Nếu m R thì tiến hành tăng tiết diện tính toán hoặc tính toán cốt thép kép

Nếu m R thì tiến hành tính toán với bài toán cốt đơn



01 1 2 , bm s

s

R bhA

R

Hàm lượng cốt thép

0

% 100% maxmin .

As

b h

μmin = 0.05%

max

14.50.632 100% 3.3%

280b

Rs

R

R


Do khung trục C đối xứng nên ta tính cốt thép dầm với nữa khung bên trái và lấy kết quả

tính toán bố trí cho toàn khung

Bảng 6.15. Tính toán cốt dọc dầm B47

Story Beam Vị trí M3

(kN.m) b

(mm) h

(mm) ho

(mm) m RAs

(mm2) Chọn Thép

As chon (mm2)

%

MAI B47 Nhịp 57.83 250 500 450 0.079 0.608 479 603 0.54

MAI B47 Gối 107.957 250 500 450 0.147 0.608 931 942 0.84

MAI B47 Gối 43.451 250 500 450 0.059 0.608 356 628 0.56

11 B47 Nhịp 68.364 250 500 450 0.093 0.608 571 603 0.54

11 B47 Gối 137.66 250 500 450 0.188 0.608 1,220 1256 1.12

11 B47 Gối 58.984 250 500 450 0.080 0.608 489 628 0.56

10 B47 Nhịp 67.562 250 500 450 0.092 0.608 563 603 0.54

10 B47 Gối 132.217 250 500 450 0.180 0.608 1,166 1256 1.12

10 B47 Gối 63.249 250 500 450 0.086 0.608 526 628 0.56

9 B47 Nhịp 67.142 250 500 450 0.091 0.608 560 603 0.54

9 B47 Gối 129.625 250 500 450 0.177 0.608 1,140 1256 1.12

9 B47 Gối 61.671 250 500 450 0.084 0.608 512 628 0.56

8 B47 Nhịp 66.704 250 500 450 0.091 0.608 556 603 0.54

8 B47 Gối 125.998 250 500 450 0.172 0.608 1,105 1256 1.12

8 B47 Gối 65.579 250 500 450 0.089 0.608 546 628 0.56

7 B47 Nhịp 66.66 250 500 450 0.091 0.608 556 603 0.54

7 B47 Gối 120.739 250 500 450 0.164 0.608 1,053 1256 1.12

7 B47 Gối 70.566 250 500 450 0.096 0.608 590 628 0.56

6 B47 Nhịp 66.959 250 500 450 0.091 0.608 558 603 0.54




(kN.m) b

(mm) h

(mm) ho

(mm) m RAs

(mm2) Chọn Thép

As chon (mm2)

%

6 B47 Gối 114.798 250 500 450 0.156 0.608 996 1256 1.12

6 B47 Gối 67.695 250 500 450 0.092 0.608 565 628 0.56

5 B47 Nhịp 67.17 250 500 450 0.092 0.608 560 603 0.54

5 B47 Gối 110.862 250 500 450 0.151 0.608 959 1256 1.12

5 B47 Gối 71.286 250 500 450 0.097 0.608 596 628 0.56

4 B47 Nhịp 67.411 250 500 450 0.092 0.608 562 603 0.54

4 B47 Gối 105.867 250 500 450 0.144 0.608 912 1256 1.12

4 B47 Gối 75.485 250 500 450 0.103 0.608 634 829 0.74

3 B47 Nhịp 67.492 250 500 450 0.092 0.608 563 603 0.54

3 B47 Gối 100.629 250 500 450 0.137 0.608 862 1256 1.12

3 B47 Gối 74.939 250 500 450 0.102 0.608 629 628 0.56

2 B47 Nhịp 68.312 250 500 450 0.093 0.608 570 603 0.54

2 B47 Gối 95.804 250 500 450 0.131 0.608 818 942 0.84

2 B47 Gối 77.598 250 500 450 0.106 0.608 652 628 0.56

TRET B47 Nhịp 53.307 250 500 450 0.073 0.608 440 603 0.54

TRET B47 Gối 76.593 250 500 450 0.104 0.608 643 942 0.84

TRET B47 Gối 61.331 250 500 450 0.084 0.608 509 628 0.56

HAM B47 Nhịp 50.263 250 500 450 0.068 0.608 414 603 0.54

HAM B47 Gối 68.856 250 500 450 0.094 0.608 540 628 0.56

HAM B47 Gối 65.214 250 500 450 0.089 0.608 500 628 0.56



(kN.m) b

(mm) h

(mm) ho

(mm) m RAs

(mm2) Chọn Thép

As chon (mm2)

%

MAI B48 Nhịp 52.078 250 500 50 450 0.071 0.608 603 0.54

MAI B48 Gối 60.481 250 500 50 450 0.082 0.608 628 0.56

MAI B48 Gối 54.633 250 500 50 450 0.074 0.608 628 0.56

11 B48 Nhịp 68.679 250 500 50 450 0.094 0.608 603 0.54

11 B48 Gối 94.223 250 500 50 450 0.128 0.608 942 0.84

11 B48 Gối 88.442 250 500 50 450 0.120 0.608 942 0.84

10 B48 Nhịp 69.038 250 500 50 450 0.094 0.608 603 0.54

10 B48 Gối 91.878 250 500 50 450 0.125 0.608 942 0.84

10 B48 Gối 89.219 250 500 50 450 0.122 0.608 942 0.84

9 B48 Nhịp 67.272 250 500 50 450 0.092 0.608 603 0.54

9 B48 Gối 91.325 250 500 50 450 0.124 0.608 942 0.84

9 B48 Gối 86.045 250 500 50 450 0.117 0.608 942 0.84




(kN.m) b

(mm) h

(mm) ho

(mm) m RAs

(mm2) Chọn Thép

As chon (mm2)

%

8 B48 Nhịp 66.135 250 500 50 450 0.090 0.608 603 0.54

8 B48 Gối 93.712 250 500 50 450 0.128 0.608 942 0.84

8 B48 Gối 87.068 250 500 50 450 0.119 0.608 942 0.84

7 B48 Nhịp 65.973 250 500 50 450 0.090 0.608 603 0.54

7 B48 Gối 92.291 250 500 50 450 0.126 0.608 942 0.84

7 B48 Gối 87.491 250 500 50 450 0.119 0.608 942 0.84

6 B48 Nhịp 64.65 250 500 50 450 0.088 0.608 603 0.54

6 B48 Gối 85.468 250 500 50 450 0.116 0.608 942 0.84

6 B48 Gối 79.316 250 500 50 450 0.108 0.608 942 0.84

5 B48 Nhịp 64.089 250 500 50 450 0.087 0.608 603 0.54

5 B48 Gối 86.008 250 500 50 450 0.117 0.608 942 0.84

5 B48 Gối 79.728 250 500 50 450 0.109 0.608 942 0.84

4 B48 Nhịp 63.852 250 500 50 450 0.087 0.608 603 0.54

4 B48 Gối 84.437 250 500 50 450 0.115 0.608 942 0.84

4 B48 Gối 79.728 250 500 50 450 0.109 0.608 942 0.84

3 B48 Nhịp 63.437 250 500 50 450 0.086 0.608 603 0.54

3 B48 Gối 78.894 250 500 50 450 0.107 0.608 628 0.56

3 B48 Gối 75.083 250 500 50 450 0.102 0.608 628 0.56

2 B48 Nhịp 63.109 250 500 50 450 0.086 0.608 603 0.54

2 B48 Gối 77.574 250 500 50 450 0.106 0.608 628 0.56

2 B48 Gối 75.004 250 500 50 450 0.102 0.608 628 0.56

TRET B48 Nhịp 70.539 250 500 50 450 0.096 0.608 603 0.54

TRET B48 Gối 82.83 250 500 50 450 0.113 0.608 628 0.56

TRET B48 Gối 80.084 250 500 50 450 0.109 0.608 628 0.56

HAM B48 Nhịp 55.549 250 500 50 450 0.076 0.608 603 0.54

HAM B48 Gối 70.448 250 500 50 450 0.096 0.608 628 0.56

HAM B48 Gối 70.229 250 500 50 450 0.096 0.608 628 0.56



(kN.m) b

(mm) h

(mm) ho

(mm) m RAs

(mm2) Chọn Thép

As chon (mm2)

%

MAI B49 Nhịp 50.381 250 500 50 450 0.069 410 603 0.54

MAI B49 Gối 142.852 250 500 50 450 0.195 1,254 1256 1.12

MAI B49 Gối 10.573 250 500 50 450 0.014 97 628 0.56

11 B49 Nhịp 68.227 250 500 50 450 0.093 563 603 0.54

11 B49 Gối 189.412 250 500 50 450 0.258 1,748 2016 1.79




(kN.m) b

(mm) h

(mm) ho

(mm) m RAs

(mm2) Chọn Thép

As chon (mm2)

%

11 B49 Gối 28.052 250 500 50 450 0.038 243 628 0.56

10 B49 Nhịp 66.08 250 500 50 450 0.090 545 603 0.54

10 B49 Gối 185.114 250 500 50 450 0.252 1,700 2016 1.79

10 B49 Gối 33.376 250 500 50 450 0.045 286 628 0.56

9 B49 Nhịp 66.675 250 500 50 450 0.091 550 603 0.54

9 B49 Gối 181.689 250 500 50 450 0.248 1,661 2016 1.79

9 B49 Gối 31.705 250 500 50 450 0.043 273 628 0.56

8 B49 Nhịp 66.158 250 500 50 450 0.090 545 603 0.54

8 B49 Gối 176.956 250 500 50 450 0.241 1,608 2016 1.79

8 B49 Gối 35.764 250 500 50 450 0.049 308 628 0.56

7 B49 Nhịp 63.209 250 500 50 450 0.086 526 603 0.54

7 B49 Gối 168.716 250 500 50 450 0.230 1,518 2016 1.79

7 B49 Gối 42.807 250 500 50 450 0.058 367 628 0.56

6 B49 Nhịp 63.844 250 500 50 450 0.087 531 603 0.54

6 B49 Gối 160.387 250 500 50 450 0.218 1,429 2016 1.79

6 B49 Gối 41.932 250 500 50 450 0.057 360 628 0.56

5 B49 Nhịp 64.02 250 500 50 450 0.087 532 603 0.54

5 B49 Gối 152.925 250 500 50 450 0.208 1,350 2016 1.79

5 B49 Gối 47.095 250 500 50 450 0.064 405 628 0.56

4 B49 Nhịp 63.862 250 500 50 450 0.087 531 603 0.54

4 B49 Gối 143.147 250 500 50 450 0.195 1,250 1256 1.12

4 B49 Gối 54.23 250 500 50 450 0.074 466 628 0.56

3 B49 Nhịp 63.86 250 500 50 450 0.087 531 603 0.54

3 B49 Gối 132.113 250 500 50 450 0.180 1,140 1256 1.12

3 B49 Gối 57.038 250 500 50 450 0.078 418 628 0.56

2 B49 Nhịp 63.64 250 500 50 450 0.087 529 603 0.54

2 B49 Gối 123.434 250 500 50 450 0.168 1,061 1256 1.12

2 B49 Gối 62.005 250 500 50 450 0.084 455 628 0.56

TRET B49 Nhịp 70.353 250 500 50 450 0.096 588 603 0.54

TRET B49 Gối 121.1 250 500 50 450 0.165 1,047 1256 1.12

TRET B49 Gối 72.989 250 500 50 450 0.099 534 628 0.56

HAM B49 Nhịp 54.339 250 500 50 450 0.074 449 603 0.54

HAM B49 Gối 91.065 250 500 50 450 0.124 772 1256 1.12

HAM B49 Gối 67.397 250 500 50 450 0.092 488 628 0.56

6.4.3. Tính toán cốt thép ngang

a. Kiểm tra điều kiện hạn chế



Điều kiện không bị phá hủy: 3(1 )n ob btQ R bh

Nếu 3(1 )n ob btQ R bh bố trí thép đai theo cấu tạo.

Nếu 3(1 )n ob btQ R bh tính toán cốt đai theo khả năng chịu lực.

b. Cấu tạo cốt đai

Ở vùng gối tựa lấy bằng ¼ nhịp khi có tải trọng phân bố đều và lấy bằng khoảng cách từ

gối tựa đến lực tập trung gần nhất nhưng không nhỏ hơn ¼ nhịp.

Khoảng cách cốt thép ngang phụ thuộc vào chiều cao h của tiết diện

Khi h ≤ 450mm thì ;150min 2

hs s mm

tk

Khi h >450mm thì ;300min 3

hs s mm

tk

Trên các phần còn lại của nhịp khi 3

300 : ,500min 4

h mm s s mmtk h

c. Tính toán cốt đai

Lực cốt đai phải chịu: 2. . 0b h

2Qq =ñ

8Rbt

Khoảng cách các đai tính toán: . . dn f

qsw

tt

Rs =

ñ

Khoảng cách đai lớn nhất: 20. .b h

Qk

max

1.5Rs =

Chọn max

tt

ct

s

s s

s

Với dầm tiết diện(250x500)mm

Lực cắt tại gối lớn nhất (Etabs): Q = 116,34 (kN) tại vị trí gối phải dầm D49-T11-06

- Điều kiện không bị phá hủy:



03 0,6 (1 0) 1,05 250 450 70875( ) 70,875( )(1 )nb bt N kNQ R bh

Vì 3 0(1 )b n btQ R bh > do vậy cần bố trí cốt đai. Chọn 8đai 2 nhánh

- Khoảng cách đai lớn nhất:

3

22

2

2

2175 550

(116,34 10 )

4 (1 )

4 2 1.05 250 450100

tt

tt

n ob btsw sws

s mm

R bhA R

Q

- Cấu tạo cốt đai:

h ≥ 450mm nên s không lớn h/3 và không lớn hơn 300mm

Khoảng cách đai lớn nhất:

2

3

20 1,5 1.05 250 450

685116.34 10

. .mm

b h

Q

b4 bt

max

Rs =

Chọn max

tt

ct

s

s s

s

chọn 8a100 ở ¼ nhịp giữa và 8a200 ở giữa.

6.4.4. Kiểm tra điều kiện bố trí cốt thép

Lớp bê tông bảo vệ cốt thép:

Đối với cốt dọc: c ≥ (Φ,c0), đối với dầm có h ≥ 250mm thì c0 = 20(mm)

Đối với cốt đai: c ≥ c0, đối với dầm có h ≥ 250mm thì c0 = 15(mm)

Khoảng hở của cốt thép [ Theo TCXDVN 356:2005].

Khoảng hở cốt thép t ≥ (Φmax;t0)

Cốt thép đặt trên: t0 = 30(mm)

Cốt thép đặt dưới:t0 = 25(mm)

Kiểm tra khoảng hở cốt thép tại các tiết diện có khoảng hở bé nhất:

Tiết diện 250x500

0 0

250 2 30 4 2036.67( ) ( , ) 30( )

3t mm d t mm



TL : 1/20

MAËT CAÉT 9-9

Hình 6.13 Cốt thép trong dầm.

Vậy khoảng hở cốt thép là đảm bảo.

6.5. TÍNH TOÁN CỘT VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP

6.5.1. Lý thuyết tính toán

a. Tổ hợp nội lực tính toán

Mỗi cột tính toán tại 2 tiết diện đầu cột và chân cột

Tại mỗi tiết diện có 3 nhóm nội lực

C

Cx

y

x

y M

My

x

Hình 6.14 Nội lực tiết diện cột

Mxmax;My

tu;Ntu

Mymax;Mx

tu;Ntu

Nmax;Mxtu;My

tu



Ta chọn các cặp nội lực tính toán cột bằng cách tổ hợp từ các giá trị nội lực trong các tổ

hợp.

Chọn phương án bố trí thép đối xứng nên chỉ cần tìm các giá trị Mxmax và My

max

Sau khi đã có các giá trị nội lực tính toán tại các tiết diện của cột ta gom các giá trị nội lực

trong các tầng không thay đổi nhiều thành các nhóm. Lấy giá trị nội lực lớn nhất để tính toán

và bố trí cho cả nhóm để đảm bảo thuận lợi cho tính toán và thi công.

b. Trình tự tính toán

Cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn.

Tiết diện chịu lực nén N, mômen uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay. Sau khi xét

uốn dọc theo 2 phương, tính hệ số x, y.Mômen đã gia tăng Mx1; My1.

Mx1 = x.Mx; My1 = y.My

Trong đó:

η là hệ số uốn dọc; 1

1cr

N

N

Ncr là lực nén tới hạn, theo công thức thực nghiệm thì:

20

2,5 bE J

l

với

3

12

bhJ

Tuỳ theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với các kích thước các cạnh mà đưa về một trong

hai mô hình tính toán (theo phương x hoặc y).

Bảng 6.18. Mô hình tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên.

Mô hình Theo phương X Theo phương Y

Điều kiện 11 yx

x y

MM

C C

1 1y x

y x

M M

C C

Kí hiệu

h = Cx; b = Cy

M1 = Mx1; M2 = My1

ea = eex + 0,2.eey

h = Cy; b = Cx

M1 = My1; M2 = Mx1

ea = eey + 0,2. eex

Giả thiết a = 5(cm)



Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:

1.b

NX

R b

Xác định hệ số chuyển đổi m0.

Khi 1 0x h thì 10

0

0,6.1

xm

h

Khi 1 0x h thì m0 = 0,4.

Tính mômen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng).

1 0 2. .h

M M m Mb

Độ lệch tâm 1

Me

N . Với kết cấu siêu tĩnh e0 = max(e1,ea)

02

he e a

Tính toán độ mảnh theo hai phương oxx

x

l

i ;

oy

y

y

l

i

max( ; )x y

Dựa vào độ lệch tâm e0 và x1 để phân biệt các trường hợp tính toán.

Trường hợp 1

Nén lệch tâm rất bé khi 0

0

0,30e

h tính toán gần như nén đúng tâm.

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e :

1

(0.5 ).(2 )e

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:

(1 ).

0,3e

Khi ≤ 14 thì = 1

Khi 14< < 104 thì = 1,028 – 0,00002882 – 0,0016.



Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:

st

.eb

e

sc b

NR bh

AR R

Trường hợp 2

Khi 0

0

0,30e

h và x1>R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé.

Xác định chiều cao vùng nén: 020

1.

1 50.R

Rx h

, với 0

0

e

h


0

st

. ( )2

. .

b

SC

xN e R bx h

Ak R Z

Trong đó: k = 0,4 là hệ số xét đến trường hợp cốt thép đặt toàn bộ.

Trường hợp 3

Khi 0

0

0,30e

h và x1 ≤ R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn.


1 0st

.( 0,5 )

. .S

N e x hA

k R Z

Trong đó: k = 0,4 là hệ số xét đến trường hợp cốt thép đặt toàn bộ.

Kiểm tra hàm lượng thép:

0

stA

bh

Kiểm tra điều kiện: min max

Trong đó: min lấy theo 0l

r [ TCXDVN 356-2005]:



Bảng 6.19. Giá trị hàm lượng cốt thép tối thiểu trong cột

0l

r <17 17÷35 35÷83 >83

min (%) 0,05 0,1 0,2 0,25

Khi cần hạn chế việc sử dụng quá nhiều thép người ta lấy max =3%.

Để đảm bảo sự làm việc chung giữa thép và bêtông thường lấy max =6%.

6.5.2. Tính toán và bố trí cốt thép

Do khung trục C đối xứng nên ta tính cốt thép cột với nữa khung bên trái và lấy kết quả

tính toán bố trí cho toàn khung

Bảng 6.20. Nội lực tính toán cột 15

Tầng Cột Vị trí Mxmax (KNm)

Mytu (KNm)

Ntu (KN)

Mymax (KNm)

Mxtu (KNm)

Ntu (KN)

Mxtu (KNm)

Mytu (KNm)

Nmin (KN)

Mái C15 0 -143.14 109.93 -219.29 145.441 -141.59 -212.75 -114.32 54.438 -224.98

C15 2.6 134.07 -48.526 -409.45 -125.07 132.085 -187.01 125.287 -54.381 -199.24

11 C15 0 -117.29 93.734 -490.02 125.289 -115.66 -473.68 -112.74 58.218 -500.81

C15 2.6 64.966 -70.207 -939.65 -74.197 63.421 -447.94 61.898 -32.896 -475.07

10 C15 0 -120.38 95.392 -761.01 129.664 -118.34 -733.83 -115.29 56.51 -779.72

C15 2.6 78.763 -59.937 -693.89 -84.468 76.895 -708.09 74.907 -35.718 -753.98

9 C15 0 -116.87 92.64 -1032.59 128.654 -114.53 -993.19 -111.6 51.437 -1060.4

C15 2.6 74.182 -57.698 -952.01 -82.719 71.883 -967.45 70.037 -32.234 -1034.7

8 C15 0 -113.71 89.944 -1305.3 127.777 -111.07 -1252.29 -108.35 46.313 -1343.7

C15 2.6 73.27 -56.754 -1195.03 -82.548 70.789 -1226.55 69.005 -29.978 -1317.9

7 C15 0 -109.35 86.531 -1578.75 125.67 -106.13 -1510.98 -103.61 41.015 -1629.1

C15 2.6 70.623 -54.92 -1454.94 -80.737 67.852 -1485.24 66.229 -27.484 -1603.3

6 C15 0 -106.1 81.878 -1853.76 121.231 -102.63 -1770.3 -100.38 35.827 -1916.9

C15 2.6 67.736 -52.416 -1700.1 -77.384 64.965 -1744.56 63.465 -25.399 -1891.1

5 C15 0 -103.87 76.83 -2132.11 115.323 -100.07 -2032.65 -98.167 31.508 -2208.4

C15 2.6 66.191 -49.662 -1964.69 -72.824 63.281 -2006.91 61.978 -24.069 -2182.7

4 C15 0 -96.475 68.758 -2414.19 104.706 -92.217 -2299.21 -90.736 26.263 -2503.5

C15 2.6 63.524 -45.177 -2224.38 -65.857 60.715 -2273.47 59.662 -23.426 -2477.8

3 C15 0 -108.26 70.655 -2700.69 102.12 -104.8 -2571.78 -103.67 33.233 -2801.7

C15 2.6 61.784 -41.486 -2498.93 -56.787 58.578 -2546.04 57.778 -24.562 -2775.9

2 C15 0 -59.54 19.013 -2998.45 44.746 -39.159 -2640.24 -48.999 -11.392 -3108.5

C15 3 59.028 -34.347 -2761.59 -42.452 57.686 -2610.54 55.472 -23.481 -3078.8




Mytu (KNm)

Ntu (KN)

Mymax (KNm)

Mxtu (KNm)

Ntu (KN)

Mxtu (KNm)

Mytu (KNm)

Nmin (KN)

Trệt C15 0 -37.965 3.742 -1669.5 12.13 -35.507 -1607.2 26.636 6.991 -1838.9

C15 2.4 35.643 4.186 -1685.04 6.991 26.636 -1838.93 -36.997 3.795 -1707.9

Hầm C15 0.4 -22.66 2.102 -3005.06 17.779 20.18 -1447.45 18.555 -6.192 -1612.3

C15 0 26.11 -1.084 -2965.19 -6.602 12.666 -2848.92 21.176 -6.402 -3351.8



Mytu (KNm)

Ntu (KN)

Mymax (KNm)

Mxtu (KNm)

Ntu (KN)

Mxtu (KNm)

Mytu (KNm)

Nmin (KN)

Mái C16 0 -29.214 -46.723 -390.02 -83.341 -14.707 -358.59 -21.109 -57.729 -400.83

C16 2.6 21.874 -48.526 -409.45 40.679 11.822 -379.97 13.518 21.187 -383.67

11 C16 0 -26.175 -56.58 -929.8 -94.183 -13.96 -792.85 -20.634 -56.088 -946.43

C16 2.6 16.198 -70.207 -939.65 61.027 9.037 -775.69 12.771 36.094 -929.27

10 C16 0 -20.269 -52.86 -1474.35 -88.877 -9.899 -1231.68 -15.318 -52.643 -1503.4

C16 2.6 15.466 33.472 -1457.19 58.455 7.741 -1214.52 11.866 33.424 -1486.3

9 C16 0 -25.267 -60.877 -2026.82 -102.54 -11.085 -1677.61 -17.842 -60.821 -2068.2

C16 2.6 19.221 39.193 -2005.37 68.162 8.799 -1656.16 13.858 39.237 -2046.7

8 C16 0 -21.619 -62.614 -2582.7 -105.44 -8.152 -2126.06 -13.963 -62.783 -2636.3

C16 2.6 13.879 43.269 -2308.91 64.161 5.461 -2104.61 9.101 36.87 -2614.9

7 C16 0 -13.3 -58.475 -3143.46 -97.82 -3.716 -2578.44 -7.271 -58.826 -3209.6

C16 2.6 12.072 44.778 -2801.86 65.656 4.044 -2556.99 7.226 38.502 -3188.2

6 C16 0 -16.527 -77.823 -3404.96 -116.05 -2.314 -3045.35 -6.622 -69.952 -3798.9

C16 2.6 14.18 53.694 -3328.83 77.245 2.492 -3015.32 6.131 46.62 -3768.9

5 C16 0 -12.669 -79.318 -3943.56 -117.24 0.423 -3514.71 -2.414 -71.938 -4391.9

C16 2.6 7.848 47.348 -3840.88 66.258 0.484 -3484.68 2.489 41.059 -4361.8

4 C16 0 10.854 -68.741 -3995.09 -96.191 2.035 -3987.21 0.019 -57.71 -4989.1

C16 2.6 5.696 48.542 -4382.91 64.598 -0.892 -3957.18 0.63 42.338 -4959.1

3 C16 0 19.84 -93.387 -5495.13 -139.54 7.552 -4475.41 10.08 -89.815 -5603.3

C16 2.6 -6.94 55.341 -4985.78 74.501 -3.132 -4435.37 -2.202 53.741 -5563.3

2 C16 0 -38.945 -29.959 -6099.17 -78.659 -3.274 -4973.15 -16.319 -31.955 -6228.4

C16 3 -6.167 42.901 -5513.91 51.741 -0.122 -5476.81 -2.536 42.319 -6182.2

Trệt C16 2.4 29.389 6.816 -6610.29 27.805 5.082 -5325.52 -7.966 -37.17 -6786

C16 0 -14.801 -34.97 -6647.25 -40.736 -3.507 -5944.6 16.548 8.111 -6749

Hầm C16 0 16.277 -3.367 -5763.72 33.273 -0.345 -6590.45 -0.038 -5.683 -7464

C16 0.4 -6.898 12.701 -6450.89 -30.362 -0.088 -6585.41 -1.445 22.733 -7457.8





Mytu (KNm)

Ntu (KN)

Mymax (KNm)

Mxtu (KNm)

Ntu (KN)

Mxtu (KNm)

Mytu (KNm)

Nmin (KN)

Mái C17 0 64.267 -84.442 -350.15 -114.05 45.508 -319.58 50.359 -92.203 -361.78

C17 2.6 -52.285 -48.526 -409.45 69.91 -41.067 -339.35 -40.792 52.327 -344.62

11 C17 0 55.28 -88.358 -857.15 -119.91 38.754 -727.99 48.213 -86.52 -876.14

C17 2.6 -32.776 -70.207 -939.65 75.614 -22.989 -710.83 -28.524 53.28 -858.98

10 C17 0 45.078 -83.25 -1366.4 -113.26 31.185 -1138.39 38.794 -81.584 -1398.7

C17 2.6 -33.554 54.176 -1349.24 74.971 -23.264 -1121.23 -28.978 53.012 -1381.6

9 C17 0 59.342 -93.915 -1884.06 -128.76 40.383 -1556.33 50.085 -92.018 -1929.7

C17 2.6 -43.751 61.403 -1862.61 85.67 -29.855 -1534.88 -37.074 60.04 -1908.3

8 C17 0 53.798 -94.851 -2405.05 -130.71 35.812 -1976.66 44.311 -92.92 -2464.1

C17 2.6 -33.095 56.85 -2383.6 79.847 -22.148 -1955.21 -27.426 55.564 -2442.7

7 C17 0 35.993 -86.558 -2930 -119.61 23.238 -2400.01 28.655 -84.816 -3002.7

C17 2.6 -30.408 57.912 -2908.55 80.844 -20.009 -2378.56 -24.727 56.621 -2981.2

6 C17 0 49.421 -100.78 -3471.06 -140.17 30.801 -2837.93 37.783 -98.735 -3557.3

C17 2.6 -39.27 68.172 -3441.03 94.095 -25.274 -2807.9 -31.06 66.711 -3527.3

5 C17 0 40.563 -100.8 -4015.83 -139.98 24.206 -3278.42 29.583 -98.723 -4115.6

C17 2.6 -23.958 58.956 -3985.8 80.254 -15.369 -3248.39 -18.806 57.698 -4085.6

4 C17 0 29.488 -80.819 -4564.28 -113.85 15.862 -3721.69 19.324 -79.189 -4677.5

C17 2.6 -21.153 59.28 -4534.25 77.95 -13.538 -3691.66 -16.523 58.123 -4647.5

3 C17 0 29.424 -112.19 -5130.06 -160.64 14.934 -4181.08 18.217 -109.32 -5256.7

C17 2.6 -18.123 73.288 -5090.02 90.192 -11.904 -4141.04 -14.478 72.106 -5216.6

2 C17 0 35.703 -58.186 -4653.93 -115.3 9.763 -5154.23 10.575 -73.681 -5845.1

C17 3 -9.275 57.481 -5705.36 66.118 -6.993 -5162.09 -8.659 56.815 -5798.9

Trệt C17 2.4 -19.008 21.514 -5065.39 57.128 -4.437 -5770 4.782 -64.731 -6463.4

C17 0 11.601 -62.396 -6348.45 -67.023 4.518 -6352.68 -5.294 40.738 -6426.5

Hầm C17 0 16.302 -4.519 -5447.16 40.747 -1.075 -6291.29 -0.053 -7.333 -7137.6

C17 0.4 -6.682 17.322 -5494.83 -32.786 -0.049 -6241.12 -1.222 27.742 -7131.5



Bảng 6.23.Tính toán cốt thép cột C15

Tầng Cột Cx

(mm) Cy

(mm) H

(m) ltt

(m) N

(KN) Mx

(KNm) My

(KNm) Tính theo phương

M (KNm)

ε TH lệch

tâm As Bố trí

Aschon (mm2)

(%)

Mái C15 600 600 2.6 1.82 212.75 141.593 145.441 Y 283.26 2.420 NLT lớn 3963 16Φ20 5027.2 1.4

11 C15 600 600 2.6 1.82 473.68 115.658 125.289 Y 234.08 0.898 NLT lớn 1871 16Φ20 5028.2 1.4

10 C15 600 600 2.6 1.82 733.83 118.336 129.664 Y 237.11 0.587 NLT lớn 854 16Φ20 5029.2 1.4

9 C15 600 600 2.6 1.82 993.19 114.531 128.654 Y 228.92 0.418 NLT lớn -229 16Φ20 5030.2 1.4

8 C15 600 600 2.6 1.82 1252.29 111.071 127.777 Y 221.41 0.322 NLT lớn -1141 16Φ20 5031.2 1.4

7 C15 600 600 2.6 1.82 1510.98 106.129 125.67 Y 211.69 0.255 NLT rất bé -9389 16Φ20 5032.2 1.4

6 C15 600 600 2.6 1.82 1770.3 102.634 121.231 Y 201.08 0.207 NLT rất bé -9367 16Φ20 5033.2 1.4

5 C15 600 600 2.6 1.82 2032.65 100.066 115.323 Y 189.88 0.169 NLT rất bé -9032 16Φ20 5034.2 1.4

4 C15 600 600 2.6 1.82 2299.21 92.217 104.706 Y 170.34 0.135 NLT rất bé -8608 16Φ20 5035.2 1.4

3 C15 600 600 2.6 1.82 2571.78 104.795 102.12 X 173.98 0.124 NLT rất bé -7598 16Φ20 5036.2 1.4

2 C15 600 600 3 2.1 2610.54 57.686 42.452 X 86.24 0.060 NLT rất bé -8850 16Φ20 5037.2 1.4

Trệt C15 600 600 2.4 1.68 1669.5 37.965 3.742 X 40.92 0.045 NLT rất bé -12953 16Φ20 5038.2 1.4

Hầm C15 600 600 0.4 0.28 1447.45 20.18 17.779 X 34.73 0.044 NLT rất bé -13939 16Φ20 5039.2 1.4


Tầng Cột Cx

(mm) Cy

(mm) H

(m) ltt

(m) N

(KN) Mx

(KNm) My


M (KNm)

ε TH lệch

tâm As Bố trí

Aschon (mm2)

(%)

Mái C16 400 600 2.6 1.82 358.59 14.707 83.341 Y 104.41 0.529 NLT lớn 74 16Φ16 3217.6 1.34

11 C16 400 600 2.6 1.82 792.85 13.96 94.183 Y 113.04 0.260 NLT rất bé -7598 16Φ16 3217.6 1.34

10 C16 400 600 2.6 1.82 1231.68 9.899 88.877 Y 101.43 0.149 NLT rất bé -6942 16Φ16 3217.6 1.34

9 C16 500 600 2.6 1.82 1677.61 11.085 102.544 Y 113.05 0.122 NLT rất bé -8525 16Φ18 3928 1.31

8 C16 500 600 2.6 1.82 2126.06 8.152 105.436 Y 112.61 0.096 NLT rất bé -6941 16Φ18 3928 1.31



Tầng Cột Cx

(mm) Cy

(mm) H

(m) ltt

(m) N

(KN) Mx

(KNm) My


M (KNm)

ε TH lệch

tâm As Bố trí

Aschon (mm2)

(%)

7 C16 500 600 2.6 1.82 2578.44 3.716 97.82 Y 100.84 0.071 NLT rất bé -5482 16Φ18 3928 1.31

6 C16 700 600 2.6 1.82 3045.35 2.314 116.048 Y 117.27 0.071 NLT rất bé -10108 16Φ20 5027.2 1.20

5 C16 700 600 2.6 1.82 3514.71 0.423 117.243 Y 117.45 0.060 NLT rất bé -8425 16Φ20 5027.2 1.20

4 C16 700 600 2.6 1.82 3987.21 2.035 96.191 Y 97.06 0.051 NLT rất bé -6740 16Φ20 5027.2 1.20

3 C16 800 700 2.6 1.82 4475.41 7.552 139.54 Y 143.46 0.049 NLT rất bé -12505 16Φ25 7854.4 1.31

2 C16 800 700 3 2.1 4973.15 3.274 78.659 Y 80.23 0.049 NLT rất bé -10444 16Φ25 7854.4 1.31

Trệt C16 800 700 2.4 1.68 5325.52 5.082 27.805 X 30.10 0.049 NLT rất bé -9097 16Φ25 7854.4 1.31

Hầm C16 800 700 0.4 0.28 6590.45 0.345 33.273 Y 33.53 0.049 NLT rất bé -4168 16Φ25 7854.4 1.31


Tầng Cột Cx

(mm) Cy

(mm) H

(m) ltt

(m) N

(KN) Mx

(KNm) My


M (KNm)

ε TH lệch

tâm As Bố trí

Aschon (mm2)

(%)

Mái C17 400 600 2.6 1.82 319.58 45.508 114.054 Y 179.58 1.022 NLT lớn 1600 16Φ16 3217.6 1.34

11 C17 400 600 2.6 1.82 727.99 38.754 119.908 Y 172.73 0.431 NLT lớn -275 16Φ16 3217.6 1.34

10 C17 400 600 2.6 1.82 1138.39 31.185 113.262 Y 153.36 0.245 NLT rất bé -5600 16Φ16 3217.6 1.34

9 C17 500 600 2.6 1.82 1556.33 40.383 128.76 Y 167.76 0.196 NLT rất bé -7604 16Φ18 3928 1.31

8 C17 500 600 2.6 1.82 1976.66 35.812 130.706 Y 163.03 0.149 NLT rất bé -6528 16Φ18 3928 1.31

7 C17 500 600 2.6 1.82 2400.01 23.238 119.614 Y 139.11 0.105 NLT rất bé -5525 16Φ18 3928 1.31

6 C17 700 600 2.6 1.82 2837.93 30.801 140.173 Y 157.18 0.100 NLT rất bé -10280 16Φ20 5027.2 1.20

5 C17 700 600 2.6 1.82 3278.42 24.206 139.98 Y 152.20 0.084 NLT rất bé -8786 16Φ20 5027.2 1.20

4 C17 700 600 2.6 1.82 3721.69 15.862 113.85 Y 121.10 0.060 NLT rất bé -7570 16Φ20 5027.2 1.20

3 C17 800 700 2.6 1.82 4181.08 14.934 160.643 Y 168.74 0.062 NLT rất bé -13316 16Φ25 7854.4 1.31

2 C17 800 700 3 2.1 5154.23 9.763 115.298 Y 119.84 0.049 NLT rất bé -9711 16Φ25 7854.4 1.31

Trệt C17 800 700 2.4 1.68 5770 4.437 57.128 Y 58.97 0.049 NLT rất bé -7303 16Φ25 7854.4 1.31

Hầm C17 800 700 0.4 0.28 6291.29 1.075 40.747 Y 41.15 0.049 NLT rất bé -5471 16Φ25 7854.4 1.31



6.5.3. Tính thép ngang

a. Kiểm tra điều kiện hạn chế

Điều kiện không bị phá hủy: 3(1 )n ob btQ R bh

Nếu 3(1 )n ob btQ R bh bố trí thép đai theo cấu tạo.

Nếu 3(1 )n ob btQ R bh tính toán cốt đai theo khả năng chịu lực.

b. Cấu tạo cốt đai

Đường kính cốt đai

ax

w 4

5

m

s

mm

Khoảng cách các cốt thép

Trong đoạn nối chồng cốt thép

min10

500s

mm

Các đoạn còn lại

min15

500s

mm

Cốt đai cho cột không tính toán mà bố trí cấu tạo theo điều kiện kháng chấn [ Theo

TCXDVN 375:2006]

Bố trí cốt thép

Lớp bê tông bảo vệ cốt thép:

Đối với cốt dọc: c ≥ ( , c0), đối với cột c0 = 20(mm)

Đối với cốt đai: c ≥ c0, khi h ≥ 250mm thì c0 = 15(mm)

Khoảng hở của cốt thép:

Khoảng hở cốt thép t ≥ ( max;t0), đối với cột t0 = 50(mm)

Kiểm tra khoảng hở cốt thép tại các tiết diện có khoảng hở bé nhất:

Tiết diện 2000x700



0 0

600 2 50 6 1681( ) ( , ) 50( )

5t mm d t mm

TL : 1/20

MAËT CAÉT 29-29

Hình 6.15 Mặt cắt cột C16

Bố trí cốt dọc:

Cốt dọc bố trí theo chu vi của tiết diện đảm bảo khoảng cách giữa các cốt dọc không lớn

hơn 250(mm).

Bố trí cốt ngang:

Để đảm bảo yêu cầu kháng chấn thì cần gia cường thêm cốt đai tại các nút khung

Tăng cường cốt đai trong dầm đoạn gần gối tựa bằng 35 =35*25= 800(mm) Ø8a100.

Tăng cường cốt đai trong đoạn cột có chiều dài l1 về hai phía của dầm với cốt đai 8a100.

Đoạn l1 ≥ [hc;1/6(l-hd);450mm]

Trong đoạn giữa cột bố trí cốt đai Ø8a200.

6.5.4. Lý thuyết kiểm tra

Áp dụng phương trình



1

nn

yx

x y

MM

M M

Trong đó:

[Mx], [My]: là khả năng chịu moment uốn được xác định theo trường hợp

nén lệch tâm phẳng theo phương x và y ứng với lực nén N.

(N, Mx, My): là nội lực cần kiểm tra.

Hệ số n = 1 - 2, thông thường lấy n = 1.15

Xác định [Mx], [My] ứng với lực dọc N

Chuẩn bị số liệu

Kích thước tiết diện cột cần kiểm tra b, h.

Diện tích cốt thép theo mỗi phương sxA , 'sxA , syA , '

syA

ho = h - a, Za = ho - a’

Xét ảnh hưởng của uốn dọc , thông thường thì ol

h 8 thì có thể bỏ qua ảnh hưởng của uốn

dọc

Xét độ lệch tâm ngẫu nhiên ea, tính e1, eo và e = eo + 0.5h - a

Giả thiết a’ x Rho

's s sc s

b

N R A R Ax

R b

, khi a’ x Rho thì công thức này đúng

Nếu Rho < x h

x ='( )( ) ( )

( ) 2sc s R o s s R o

R o s sb

N R A h h R A h h

R b h h R A

Mgh1 = Rbbx2o

xh

+ Rsc'sA Za

eo =1 (0.5 )ghM N h a

N

eo = max(e1, ea) đối với kết cấu siêu tĩnh

[M] = Ne1



6.6. TÍNH TOÁN VÁCH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP

6.6.1. Cơ sở lý thuyết

Lõi, vách bêtông cốt thép là một trong những kết cấu chịu lực quan trọng trong nhà nhiều

tầng. Nó kết hợp với hệ khung hoặc kết hợp với nhau tạo nên hệ kết cấu chịu lực cho công

trình. Tuy nhiên việc tính toán chưa được đề cập cụ thể trong tiêu chuẩn thiết kế của Việt

Nam. Trên thế giới một số tiêu chuẩn đã đưa ra phương pháp thiết kế lõi, vách: Eurocode, BS,

ACI…

Sự chịu lực của vách phẳng:

Thông thường, các vách cứng dạng côngxon chịu tổ hợp nội lức sau: N, MX, MY, QX, QY

Việc tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng có thể sử dụng một số phương pháp tính vách

thông dụng sau

Hình 6.16 Nội lực tác động lên vách

a. Phương pháp ứng suất đàn hồi

Mô hình tính toán

Phương pháp này chia vách thành những phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm, ứng

suất coi như phân bố đều trên mặt cắt ngang của phần tử. Tính toán cốt thép cho từng phần tử

sau đó kết hợp lại bố trí cho cả vách

Các giả thiết cơ bản dùng khi tính toán:



- Vật liệu đàn hồi

- Ứng lực kéo do cốt thép chịu, ứng lực nén do cả bêtông và cốt thép chịu

Quá trình tính toán

- Bước 1: Xác định trục chính và mômen quán tính chính trung tâm của vách

- Bước 2: Chia vách thành những phần tử nhỏ

- Bước 3: Xác định ứng suất trên mỗi phần tử, do giả thiết vật liệu đàn hồi nên ta dùng

các công thức tính toán trong “Sức bền vật liệu”

( )Z x kxi i

x

MNy

nA I ,

ciy xy

i

x ci

V S

I b

Trong đó:

- Tung độ đểm chịu nén lấy với trục quán tính chính.

bci – Chiều dày tính cho một phía của tiết diện khi tính ứng suât tiếp được

xác định tuỳ theo trường hợp cụ thể

Sc – Mômen tĩnh của tiết diện tính cho một phía kể từ điểm xác định ứng

suất tiếp

A – Diện tích mặt cắt ngang phâng tử

IX – Mômen quán tính chính trung tâm

- Bước 4: Tính toán cốt thép

Diện tích cốt thép trong vùng nén đợc xác đinh từ điều kiện cân bằng ứng suất trên mắt cắt

ngang

Hình 6.17 Sơ đồ tính vách



' 0,8 [0,85( ' ) ' )]b c b s cd s sdA A A f A f

Diện tích cốt thép chịu kéo xác định theo công thức sau

maxs

b s

a tA

f

- Bước 5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Cốt thép được chọn và bố trí theo kết quả lớn hơn: Achọn = max (A’s, As)

Nhận xét

Phương pháp này đơn giản, có thể áp dụng để tính toán cho các vách có hình dạng phức

tạp: L, T, U…

b. Phương pháp vùng biên chịu mômen

Mô hình tính toán

Phương pháp này cho rằng cốt thép đặt trong vùng biên ở hai đầu vách được thiết kế để

chịu toàn bộ mômen. Lực dọc được giả thiết là phân bố đều trên toàn tiết diện vách

Các giả thiết cơ bản:

- Ứng lực kéo do cốt thép chịu

- Ứng lực nén do cả bêtông và cốt thép chịu

Quá trình tính toán

- Bước 1: Giả thiết chiều dài B của vùng dự định thiết kế chịu toàn bộ mômen. Xét vách

chịu lực dọc N và mômen MX. Mômen MX tương đương với cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng

biên của vách



Hình 6.18 Sơ đồ tính vách



- Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên:

, 0.5 0.5l r brl

N MP F

F L B B

Trong đó:

Ab – Diện tích vùng biên

A – Diện tích mặt cắt ngang vách

- Bước 3: Tính diện tích cốt thép

Tính toán cốt thép cho vùng biên như cột chịu kéo - nén đúng tâm. Khả năng chịu lực của

cột chịu kéo – nén đúng tâm được xác định theo công thức

0 ( )s sb bN R A R A

Trong đó

Rb, Rs: Cường độ tính toán chịu nén của bêtông và của cốt thép

As, Ab: Diện tích tiết diện bêtông vùng biên và của cốt thép dọc

Từ công thức trên ta suy ra diện tích cốt thép chịu nén

énn b bs

s

N R AA

R

Khi N < 0 (vùng biên chịu kéo) do giả thiết ban đầu: ứng lực kéo do cốt thép chịu nên diện

tích cốt thép chịu kéo được tính theo công thức sau

éoks

s

NA

R

- Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép [ Theo TCXDVN 375-2006] : Hàm lượng cốt

thép dọc trong phần mép tường không được nhỏ hơn 0.005 (tức 0.5%). Nếu không thỏa

mãn thì phải tăng kích thước B của vùng biên lên rồi tính lại từ bước 1. Chiều dài B của

vùng biên có giá trị lớn nhất là L/2, nếu vượt quá giá trị này cần tăng bề dày tường.

Khi tính ra As < 0: đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo.

- Bước 5: Kiểm tra phần còn lại giữa hai vùng biên như cấu kiện chịu nén đúng tâm.

Trường hợp đã đủ khả năng chịu lực thì bố trí cốt thép theo cấu tạo

- Bước 6: Bố trí cốt thép cho vách cứng.



Do moment có thể đổi chiều nên cốt thép vùng biên As = max ( én éo,n ks sA A ); cốt thép vùng

giữa As’.

Tại 1 tải trọng bất kỳ của vách, phải gia gia cường thép đai ở 2 đầu vách. Do ứng suất cục

bộ (ứng suất tiếp và ứng suất pháp theo phương nằm trong mặt phẳng) thường phát sinh tại 2

đầu của vách (vị trí truyền lực sẽ lớn nhất sau đó lan tỏa).

Nhận xét

Phương pháp này tương tự phương pháp 1, chỉ khác ở chỗ tập trung toàn bộ lượng cốt thép

chịu mômen ở đầu vách.

Phương pháp này thích hợp với trường hợp vách có tiết diện tăng cường ở hai đầu (bố trí

cột ở hai đầu vách)

Phương pháp này thiên về an toàn vì chỉ kể đến khả năng chịu mômen của một phần tiết

diện vách (vùng biên)

c. Phương pháp sử dụng biểu đồ tương tác

Phương pháp này dựa trên một số giả thiết về sự làm việc của bêtông và cốt thép để thiết

lập trạng thái chịu lực giới hạn (Nu, Mu) của vách. Tập hợp các trạng thái này sẽ tạo thành

một đường cong liên hệ giữa lực dọc N và mômen M của trạng thái giới hạn.

Đây là phương pháp chính xác nhất, phản ánh đúng nhất sự làm việc của vách

Phương pháp này thực chất coi vách là một cấu kiện chịu nén lệch tâm và cốt thép phân bố

trên toàn tiết diện vách được kể đến trong khả năng chịu lực của vách.

Việc thiết lập biểu đồ tương tác đòi hỏi khối lượng tính toán lớn, phức tạp

d. Kết luận:

Trên cơ sơ phân tích trên ta chọn phương pháp vùng biên chịu moment để tính toán

6.6.2. Tính toán cốt thép cho vách

a. Nội lực vách

Bảng 6.26. Nội lực tính vách

Story Pier P V2 V3 T M2 M3

TANG TRET P5 -3164 -402.14 -81.31 -47.785 68.886 475.002

TANG HAM P4 -3512.8 -0.98 -67.9 0.008 -16.101 0.193

TANG MAI P5 -224.33 -275.9 -199.8 -179.14 162.072 401.349



b. Tính toán vách

Diện tích vách: A = 300 2800= 840000 mm2.

Giả thiết chiều dài vùng biên Br = Bl = 500 mm.

Diện tích vùng biên Ab = 500 300= 150000 mm2.

Hình 6.19 Mặt cắt vách P5

Tính toán với cặp nội lực Mmax =475.002 ( kN.m) và Ntư = P = 3164 ( kN) .

Ứng suất phân bố đều trên vách

3164 3 2 23.767 10 / 0.377 /840000

PN kN mm kN cmnA

Lực nén tác dụng lên vùng biên do P gây ra

33.77 10 150000 565

n NN A kN

b

Cặp ngẩu lực tác dụng lên vùng biên do moment uốn trong mặt phẳng gây ra

475.0023 206.5230.5 0.5 2.8 0.5 0.5 0.5 0.5

MmN kNL B Brl

Lực kéo nén trong vùng biên là

Nnén = Nn + Nm = 565 + 206.5 = 771.5 ( kN)

Nkéo = Nn - Nm = 565 – 206.5 = 358.5 (kN) > 0

Tính toán cốt thép cho vùng biên như cột chịu kéo – nén đúng tâm

Diện tích cốt thép chịu nén là



2. 771.5 1000 14.5 150000 2én 5012.5 50.13

280

N R An b bA mm cmsRs

As< 0, đặt cốt thép theo cấu tạo.

Hàm lượng cốt thép dọc tối thiểu vùng biên là: min 0.5%

2min

50 300,5 7,5( )

100 100s

b hA cm

Bố trí 14a100 có Fa(chọn) = 7,69 cm2 bố trí thành 2 lớp cách nhau a = 200mm

Tính toán với cặp nội lực Nmax = P = 3512.8 ( kN) và Mtư =0.193 ( kN.m).

Ứng suất phân bố đều trên vách

3 2 24.18 10 / 0.418 /840000

3512.8PN kN mm kN cmnA

Lực nén tác dụng lên vùng biên do P gây ra

34.18 10 150000 627.3

n NN A kN

b

Cặp ngẩu lực tác dụng lên vùng biên do moment uốn trong mặt phẳng gây ra

3 0.070.5 0.5 2.8 0.5 0.5 0.5 0.5

0.193MmN kNL B Brl

Lực kéo nén trong vùng biên là

Nnén = Nn + Nm = 627.3 + 0.07 = 627.4 ( kN)

Nkéo = Nn - Nm = 627.3 - 0.07= 627.2 (kN) > 0

Tính toán cốt thép cho vùng biên như cột chịu kéo – nén đúng tâm

Diện tích cốt thép chịu nén là

2. 627.4 1000 14.5 150000 2én 5527.1 55.27

280

N R An b bA mm cmsRs

As< 0, đặt cốt thép theo cấu tạo.

Hàm lượng cốt thép dọc tối thiểu vùng biên là: min 0.5%

2min

50 300,5 7,5( )

100 100s

b hA cm

Bố trí 14a100 có Fa(chọn) = 7,69 cm2 bố trí thành 2 lớp cách nhau a = 200mm



c. Kiểm tra khả năng chịu lực vùng giữa

Lực nén dọc do lực dọc N gây ra ở vùng giữa

3giua 3.77 10 (300 1800) 2036N

giua nN A kN

Khả năng chịu lực nén của bêtông vùng giữa

[NgBT] = RbAgiữa= 14.5 (300 1800) = 7830000 N =7830 kN

Vậy [NgBT] = 7830 KN > Nnéngiữa = 2036 kN bêtông đủ khả năng chịu lực Cốt thép

vùng giữa đặt theo cấu tạo. Chọn Ø 12a200

d. Bố trí cốt thép

Do moment có thể đổi chiều nên cốt thép vùng biên chọn là: 14a100; cốt thép vùng giữa:

12a200

e. Kiểm tra khả năng chịu cắt cho vách

Khả năng chịu cắt của vách là tổng hợp khả năng chịu cắt của bêtông và cốt thép ngang.

Bố trí cốt thép ngang cho vách là 10a200 tiến hành kiểm tra khả năng chịu cắt của vách với

lượng cốt thép đã bố trí này.

Khả năng chịu cắt của bêtông được xác định theo công thức sau

Qbt = 0.8.Rbt.b.ho

Trong đó

Rbt: Cường độ chịu kéo của bêtông

Bêtông vách cứng B25 Rbt = 1,05 MPa

ho = 2800 - 50 = 2750 mm

Vậy khả năng chịu cắt của bêtông là

Qbt = 0,8.Rbt.b.ho= 0,8×1,05×300×2750 = 693000 N

Khả năng chịu cắt của cốt thép ngang

0ad a

a

R F hQ

s

Trong đó

Rađ = 225 MPa : Cường độ tính toán cốt ngang của thép AII

Fa: diện tích một lớp cốt thép ngang

Do sử dụng cốt đai 10 có 2 nhánh Fa = 2 x 78,5 = 157 mm2



s = 200 (mm): là khoảng cách cốt thép ngang

Vậy khả năng chịu cắt của cốt ngang là

0 485719225 157 2750

200ad a

a

R F hQ N

s

Khả năng chịu cắt của vách là

Q = Qbt + Qa = 693000 + 485719 = 1178719 N = 1179kN

Nhận xét: Lực cắt lớn nhất của tường Qmax= 157 kN < Q = 402.14 kN

Bố trí cốt thép ngang 10a200 đảm bảo khả năng chịu cắt cho vách.

6.7. NEO VÀ NỐI CHỒNG CỐT THÉP

Neo cốt thép được được quy định ở [mục 8.5 TCXDVN 356 – 2005]

Các thanh cốt thép dọc chịu kéo và cốt thép chịu nén cần kéo dài qua tiết diện vuông góc

với trục dọc cấu kiện mà ở đó chúng được tính toán với toàn bộ độ cường độ tính toán, một

khoảng không nhỏ hơn lan được xác định theo công thức:

san an an

b

Rl d

R

nhưng không nhỏ hơn lan = an d.

Trong đó: , , à an an anv cũng như giá trị tối thiểu lan được xác định theo [bảng 36

TCXDVN 356 – 2005]

6.7.1. Neo cốt thép

a. Neo cốt thép chịu kéo trong bê tông chịu kéo

ωan =0.7; Δλan =11; λan =20

2800.7 11 25 612 20 25 500

14.5s

an an an an

b

Rl d mm d mm

R

Chọn lan = 700 mm

b. Neo cốt thép chịu nén hoặc kéo trong vùng chịu nén của bê tông

ωan =0.5; Δλan =8; λan =12

2800.5 8 25 441 12 25 300

14.5s

an an an an

b

Rl d mm d mm

R



Chọn lan = 500 mm

6.7.2. Nối chồng cốt thép

a. Nối cốt thép trong bê tông chịu kéo

ωan =0.9; Δλan =11; λan =20

2800.9 11 25 709 20 25 500

14.5s

an an an an

b

Rl d mm d m

R

Chọn lan = 800 mm

b. Nối cốt thép trong bê tông chịu nén

ωan =0.6; Δλan =8; λan =15

2800.6 8 25 489 15 25 375

14.5s

an an an an

b

Rl d mm d m

R

Chọn lan = 500 mm



CHƯƠNG 7: GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MÓNG

7.1. KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

7.1.1. Công tác khảo sát

a. Công tác hiện trường

Công tác khoan

- Khối lượng khoan: 10 hố khoan, mỗi hố sâu 40m.

- Kí hiệu các hố khoan như sau: BH-BS1, BH-BS2, BH-BS3, BH-BS4, BH-BS5, BH-

BS6, BH-BS7, BH-BS8, BH-BS9, BH-BS10.

Công tác lấy mẫu

- Đất dính: Mẫu nguyên dạng được lấy bằng cách ép hoặc đóng ống mẫu thành mỏng,

75mm vào đáy hố khoan đã được làm sạch, sau đó mẫu được bọc kín parafin, dán nhãn

đặt vào nơi mát mẻ.

- Đất rời: Mẫu đất rời được lấy trong ống mẫu SPT và được lưu trong bao plastic có dán

nhãn.

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn( SPT)

Bộ dụng cụ khoan gồm:

- 1 máy khoan của Trung Quốc và các trang thiết bị.

- Máy bơm piston.

- Ống thép mở lỗ có đường kính trong 110mm.

- Ống lấy mẫu là một ống vách mỏng miệng vạt bén từ ngoài vào có đường kính trong

74mm, dài 600mm.

- Bộ phận xuyên tiêu chuẩn SPT. Bộ xuyên là một ống chẻ đôi chiều dài 550mm (22”),

đường kính ngoài 51mm (2”), đường kính trong 35mm (1”3/8). Mũi xuyên là bộ phận rời

được lắp vào ống bằng răng, mũi xuyên dài 76mm (3”), miệng ống vạch bén từ ngoài vào

trong có đường kính ống bằng đường kính ống chẻ đôi.



- Tạ nặng 63,5 kg.

- Tầm rơi tự do 76cm

- Hiệp đóng: 3 lần x 15cm (N là tổng số của 2 lần đóng về sau).

Bảng 7.1. Chỉ tiêu đất theo SPT

Đất dính Đất hạt rời

Số N Sức chịu tải

nén đơn KG/cm2 Trạng thái Số N Độ chặt

<2 <0.25 Chảy <4 Rất bở rời

2 - 4 0.25 - 0.50 Dẻo chảy 4 - 10 Rời

5 - 8 0.50 - 1.00 Dẻo mền 11 - 30 Chặt vừa

9 - 15 1.00 - 2.00 Dẻo cứng 31 - 50 Chặt

16 - 30 2.00 - 4.00 Nửa cứng >50 Rất chặt

>30 >4.00 Cứng

b. Thí nghiệm trong phòng

Các thí nghiệm sau đây được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Cơ Học Đất Vật Liệu Xây

Dựng thuộc Liên Hiệp Địa Kỹ Thuật Nền Móng Công Trình:

- Thành phần hạt.

- Độ ẩm.

- Dung trọng tự nhiên.

- Tỷ trọng.

- Giới hạn Atterberg.

- Thí nghiệm nén một trục.

- Thí nghiệm xác định góc nghỉ và hệ số rỗng (của cát).

- Nén nhanh.

- Cắt trực tiếp.



7.1.2. Cấu tạo địa tầng

Mực nước ngầm ở độ sâu 9m so với mặt đất tự nhiên. Từ mặt đất tự nhiên đến chiều sâu

khảo sát là 40m.

Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng, địa tầng tại

công trình có thể chia làm các lớp đất sau:

Lớp k: là lớp đất san lấp, sét màu xám vàng. Độ sâu đáy lớp: 0.7m, không tiến hành lấy

mẫu thí nghiệm ở lớp này.

Lớp 1: là lớp sét pha, màu nâu vàng, dẻo cứng, từ độ sâu 0.7 - 9.0m. Bề dày lớp 8.3m.

Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất như sau:

- Độ ẩm : W =14.01%

- Dung trọng tự nhiên : w = 20 kN/m3.

- Dung trọng đẩy nổi : s = 11 kN/m3.

- Lực dính đơn vị : c = 17.85 kN/m2.

- Góc ma sát trong : = 150 58’.

Lớp đất 2: là lớp sét pha màu xám trắng - nâu hồng - nâu đỏ, nửa cứng - cứng. Đôi chỗ

lẫn sạn sỏi thạch anh + laterit, từ độ sâu 9.0 - 11.0m. Bề dày lớp 2.0m.


- Độ ẩm : W =16.72%

- Dung trọng tự nhiên : w = 20.1 kN/m3.

- Dung trọng đẩy nổi : s = 10.9 kN/m3.



Lớp đất 3: là lớp cát pha, màu nâu vàng - xám trắng - xám vàng. Đôi chỗ lẫn sạn sỏi

thạch anh, độ sâu từ 11.0 - 22.0m. Bề dày lớp 11.0m.




- Độ ẩm : W =16.49%





Lớp đất 4a: là lớp sét pha, màu nâu đỏ - nâu vàng - nâu hồng, dẻo cứng, độ sâu từ 22.0 -

34.2m. Bề dày lớp 12.2m.


- Độ ẩm : W =21.7%





Lớp đất 4: là lớp sét, màu nâu đỏ - nâu hồng - xám trắng, trạng thái cứng, độ sâu từ 34.2

- 40.0m. Bề dày lớp 5.8m.


- Độ ẩm : W =20.13%







Hình 7.1 Mặt cắt địa tầng



Bảng 7.2. Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất

Lớp đất

Chỉ tiêu 1 2 3 4a 4

Hạt sỏi % - 8 2.5 - -

Hạt cát % 65.1 61 78.9 60.5 27.8

Hạt bụi % 17.6 17.5 11.7 19.5 32.3

Hạt sét % 17.3 21.5 6.9 20 39.9

Độ ẩm tự nhiên W% 14.01 16.72 16.49 21.27 20.13

Dung trọng tự nhiên T/m3 2 2.01 2.03 1.98 2.03

Dung trọng khô k T/m3 1.75 1.72 1.74 1.64 1.69

Dung trọng đẩy nổi dn T/m3 1.1 1.09 1.09 1.03 1.07

Tỷ trong D T/m3 2.69 2.73 2.67 2.7 2.73

Độ bảo hòa G% 70 78 82 89 90

Độ rỗng n% 35 37 35 39 38

Hệ số rỗng 0e 0.54 0.587 0.535 0.648 0.613

Giới hạnh chảy Wl % 21.5 29.3 - 30.1 46.5

Giới hạnh dẻo Wp% 11.3 15.5 - 17 24.3

Chỉ số dẻo Ip 10.2 13.8 - 13.1 22.2

Độ sệt B 0.27 0.09 - 0.33 -0.19

Góc ma sát trong 0 15o58' 15o48' 24o48' 14o02' 15o58

Lực dính C kG/cm2 0.182 0.273 0.057 0.215 0.422

SPT 8 - 14 15 - 26 12 - 38 13 - 20 31 - >50

7.2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG

Căn cứ vào quy mô công trình( tải trọng công trình) và điều kiện địa chất như đã phân tích

ở trên thì giải pháp móng sâu mà cụ thể là móng cọc là phù hợp với công trình nhất. Mũi cọc

ngàm vào lớp 5 hoặc 6. Sau đây ta sẽ phân tích các phương án móng cọc cho công trình:



7.2.1. Móng cọc ép

a. Ưu điểm:

Giá thành rẻ, thích hợp cho các điều kiện xây chen, không gây chấn động.

Dễ kiểm tra chất lượng từng đoạn cọc dưới lực nén và dễ dàng xác định sức chịu tải của cọc

qua lực nén cuối cùng.

b. Nhược điểm:

Kích thước và sức chịu tải của cọc bị hạn chế do tiết diện cọc, chiều dài cọc không có khả

năng mở rộng và phát triển do thiết bị thi công cọc bị hạn chế hơn so với các công nghệ khác.

Thời gian thi công kéo dài, hay gặp độ chối giả khi đóng.

7.2.2. Móng cọc khoan nhồi

a. Ưu điểm:

Ưu điểm của cọc khoan nhồi là có thể đạt đến chiều sâu hàng trăm mét (không hạn chế như

cọc ép), do đó phát huy được triệt để đường kính cọc và chiều dài cọc.

Rút ngắn công đoạn đúc cọc, do đó không còn khâu xây dựng bãi đúc, lắp ráp ván khuôn.

Vì đúc cọc ngay tại móng nên có thể thay đổi kích thước hình học của cọc để phù hợp với

tình hình cụ thể.

Có thể sử dụng xuyên qua mọi loại địa tầng bằng cách sử dụng các mũi khoan khác nhau và

cả nổ mìn.

Tận dụng hết khả năng làm việc của vật liệu, tiết kiệm vật liệu và giảm số lượng cọc trong

móng.

Có thể quan sat trực quan các lớp địa chất bằng cách lấy mẫu khoan, từ đó đánh giá chính

xác điều kiện đất nền và khả năng chịu lực của đất nền dưới đáy hố khoan.

Cọc nhồi khắc phục được các nhược điểm như tiếng ồn, chấn động ảnh hưởng đến công

trình xung quanh.

b. Nhược điểm:

Thiết bị thi công phức tạp.

Dễ gây ô nhiểm môi trường nếu không sử lý tốt.

Thi công phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết.

Khó kiểm tra chất lượng cọc, dễ gây khuyết tật trong kết cấu.



Chi phí thí nghiệm cọc khoan nhồi rất tốn kém.

7.2.3. Cọc Barrette

Tường chắn và cọc barret là kỹ thuật mới được đưa vào Việt Nam những năm gần đây.

Càng ngày kỹ thuật cọc barrette dựa trên kỹ thuật tường chắn càng được sử dụng rộng rãi, qua

đó kết cấu bêtông cốt thép được thực hiện tại chỗ từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu thiết kế, có

tiết diện kích thước cọc phụ thuộc vào kích thước gầu tiêu chuẩn.

a. Ưu điểm:

Cọc barret có thể thi công kết hợp nhiều dạng hình học khác nhau để đạt được một kết cấu

chịu lực với hình dạng mong muốn như : L, T, +, H…

Cọc barret có diện tích, moment quán tính lớn có thể hướng theo lực ngang tác động vào

kết cấu.

Cọc barret có khả năng chịu lực cao về lực dọc và moment, có thể được đặt trực tiếp dưới 1

cột.

Giảm khối lượng bêtông so với dùng cọc khoan nhồi.

b. Nhược điểm

Gía thành cao do kỹ thuật thi công và đòi hỏi phải có những thiết bị máy móc kỹ thuật hiện

đại đội ngũ công nhân có tay nghề cao.

Biện pháp kiểm tra chất lượng cọc barrette rất phức tạp bằng phương pháp siêu âm hay thử

tĩnh cọc.

7.2.4. Lựa chọn phương án móng:

Qua các phân tích ở trên, đặc điểm địa chất và yêu cầu của đồ án ta chọn phương án móng

cọc khoan nhồi.



CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI

8.1. CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN

Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận.

Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định như đối với cọc đơn đứng riêng rẽ, không

kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc.

Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền lên các cọc chứ không trực tiếp truyền lên

phần đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc.

Khi kiểm tra cường độ của nền đất và khi xác định độ lún của móng cọc thì người ta coi

móng cọc như một móng khối qui ước bao gồm cọc, đài cọc, và phần đất giữa các cọc.

Vì việc tính toán móng khối qui ước giống như tính toán móng nông trên nền thiên

nhiên(bỏ qua ma sát ở mặt bên móng) cho nên trị số moment của tải trọng ngoài tại đáy móng

khối qui ước được lấy giảm đi một cách gần đúng bằng trị số moment của tải trọng ngoài so

với cao trình đáy đài.

Đài cọc xem như tuyệt đối cứng, cọc và đài cọc xem như liên kết cứng với nhau.

8.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

Móng công trình được tính dựa theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân cột

,vách. Các tổ hợp nội lực nguy hiểm cho móng : Gồm có 5 tổ hợp

Để tiết kiệm thời gian ,cũng như đảm bảo an toàn , ta chọn tổ hợp có Lực nén lớn nhất Nmax

(1) để tính toán , các tổ hợp còn lại dùng để kiểm tra góc xoay và chuyển vị ngang của Móng.

- Tải trọng tính toán được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ

nhất.



- Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ

hai.

Tải trọng lên móng đã tính được từ Etabs là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các tải

trọng tiêu chuẩn lên móng đúng ra phải làm bảng tổ hợp nội lực chân cột khác bằng cách nhập

tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên công trình. Tuy nhiên, để đơn giản quy phạm cho phép dùng

hệ số vượt tải trung bình n =1,15. Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn nhận được bằng cách lấy tổ

hợp các tải trọng tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình.

8.3. MẶT BẰNG PHÂN LOẠI MÓNG

Nguyên tắc phân loại móng dựa trên cơ sở lực tác dụng vào móng. Lực tác dụng khác nhau

thì cấu tạo và kích thước các cấu kiện của móng cũng khác nhau. Tuy nhiên để đơn giản cho

công tác thiết kế, móng có tải tác dụng chênh lệch nhau không quá 15% có thể phân vào một

loại móng.

Đối với công trình này có rất nhiều móng ứng với từng cột và các vách cứng nhưng để

tiết kiệm thời gian ta chỉ làm 3 móng M1; M2; M3 như trên hình mặt bằng móng. Đối với tất

cả các móng sử dụng cọc Ø800 để tính toán.

8.4. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MÓNG

Tải trọng tính toán và kiểm tra cho móng

Bảng 8.1. Tải trọng chân cột

Stt Phần

tử

Tải trọng tính toán Tải trọng tính toán = tính toán / 1.5

Nmax Qytư Qxtư Mytư Mxtư Nmax Qytư Qxtư Mytư Mxtư

1 C1 -4218.0 -6.5 -194.6 -39.4 -1.4 -2812.0 -4.3 -129.7 -26.2 -0.9

2 C2 -5072.4 -6.1 -193.0 -39.1 -1.3 -3381.6 -4.1 -128.7 -26.1 -0.9

3 C3 -5640.0 -13.8 -214.0 -33.9 -3.0 -3760.0 -9.2 -142.7 -22.6 -2.0

4 C4 -5653.2 17.2 -230.0 -36.5 3.6 -3768.8 11.5 -153.3 -24.3 2.4

5 C5 -5060.5 5.9 -197.9 -39.9 1.2 -3373.6 3.9 -131.9 -26.6 0.8

6 C6 -4214.4 6.2 -195.1 -39.5 1.3 -2809.6 4.1 -130.1 -26.3 0.9

7 C7 -3278.3 -90.2 15.1 13.2 -14.5 -2185.5 -60.1 10.1 8.8 -9.7

8 C8 -7404.2 1.5 81.2 13.9 -0.5 -4936.2 1.0 54.1 9.3 -0.3

9 C9 -7432.9 6.3 85.6 14.6 -1.2 -4955.3 4.2 57.1 9.8 -0.8

10 C10 -6915.4 -49.5 209.5 34.5 7.0 -4610.2 -33.0 139.7 23.0 4.7



Stt Phần

tử



11 C11 -6882.8 62.3 226.2 37.2 -9.4 -4588.5 41.5 150.8 24.8 -6.3

12 C12 -7372.4 -20.3 109.1 18.3 2.7 -4914.9 -13.5 72.7 12.2 1.8

13 C13 -7404.0 -1.5 81.0 13.8 0.0 -4936.0 -1.0 54.0 9.2 0.0

14 C14 -3278.5 90.0 15.0 13.2 14.4 -2185.7 60.0 10.0 8.8 9.6

15 C15 -3346.7 -88.4 -13.6 -11.9 -14.2 -2231.1 -58.9 -9.1 -7.9 -9.5

16 C16 -7499.0 2.7 -77.7 -11.6 -0.6 -4999.3 1.8 -51.8 -7.7 -0.4

17 C17 -7169.7 2.3 -95.6 -14.5 -0.5 -4779.8 1.5 -63.7 -9.6 -0.4

18 C18 -7144.9 -4.1 -107.9 -16.5 0.4 -4763.3 -2.7 -71.9 -11.0 0.3

19 C19 -7519.0 -2.9 -73.4 -11.0 0.2 -5012.7 -1.9 -49.0 -7.3 0.2

20 C20 -3347.2 88.1 -13.8 -12.0 14.1 -2231.5 58.7 -9.2 -8.0 9.4

21 C21 -4188.2 -6.3 195.7 40.4 -1.4 -2792.1 -4.2 130.5 27.0 -0.9

22 C22 -5002.5 -5.5 197.1 40.7 -1.2 -3335.0 -3.6 131.4 27.1 -0.8

23 C23 -5451.3 -12.0 207.3 33.7 -2.6 -3634.2 -8.0 138.2 22.5 -1.7

24 C24 -5459.5 11.9 203.8 33.1 2.5 -3639.7 8.0 135.8 22.1 1.7

25 C25 -4996.7 5.4 200.7 41.2 1.1 -3331.1 3.6 133.8 27.5 0.8

26 C26 -4197.7 6.1 191.9 39.8 1.3 -2798.5 4.1 127.9 26.5 0.9

Bảng 8.2. Tải trọng chân vách

Stt Phần

tử



1 PL -23680.7 3.8 -241.1 4948.3 -2.9 -15787.1 2.5 -160.7 3298.9 -1.9

2 P14 -2101.9 -243.8 -18.0 -8.1 -32.0 -1401.3 -162.5 -12.0 -5.4 -21.3

3 P15 -5647.4 -338.8 171.1 57.1 -23.4 -3764.9 -225.8 114.1 38.1 -15.6

4 P16 -5662.0 373.4 170.4 56.8 -3.7 -3774.7 248.9 113.6 37.9 -2.4

5 P17 -2087.0 -240.0 18.9 8.6 -31.4 -1391.3 -160.0 12.6 5.8 -21.0

6 P18 -2089.1 240.1 18.7 8.6 31.3 -1392.7 160.1 12.5 5.7 20.9

7 P19 -5665.4 371.9 -169.1 -56.3 -4.3 -3776.9 247.9 -112.7 -37.6 -2.9

8 P20 -5647.3 -340.4 -170.7 -56.8 -23.6 -3764.8 -226.9 -113.8 -37.9 -15.7

9 P21 -2101.5 243.0 -18.1 -8.1 31.6 -1401.0 162.0 -12.0 -5.4 21.1

8.5. CẤU TẠO CỌC VÀ CHIỀU CAO ĐÀI

8.5.1. Cấu tạo cọc

Cốt thép sơ bộ trong cọc:

Diện tích tiết diện cọc: Ap=2

4

D

2280

50274

cm



Cọc chịu tải trọng ngang:

As =(0,4% 0,65%)×Ap = 2(0.4% 0.65%) 5027 (20.11 32.68)cm

Chọn 1020, As = 31.42 cm2.

MAËT CAÉT 1-1_ TL: 1/10

10 Ø20

CUÏC KEÂ

OÁng sieâu aâm Ø 60

OÁng sieâu aâm vaØ

khoan laáy ma?u Ø114

OÁng sieâu aâm Ø 60

Ø20 a2000

Theùp gia cöôøng

Ñai xoaén Ø8a200

Hình 8.1 Chi tiết cấu tạo cọc

Cốt đai sử dụng 10, khoảng cách a = 250mm.

Chu vi tiết diện cọc: u = .D = 3,14 × 80 = 251 cm

Diện tích bê tông: Ab = Ap - As = 5027 - 31.42 = 4995.58 cm2

8.5.2. Chiều cao đài cọc

Chiều cao đài cọc được chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm: hd 2d 200

hd 2d 200 = 2 × 800 200 = 1600 200

Chọn : hd = 2000 (mm)

8.5.3. Chiều sâu đáy đài

Chiều sâu Df được tính từ mặt sàn tầng hầm. Theo mặt cắt địa chất và bản vẽ kiến trúc: mặt

sàn tầng hầm cách cốt quy ước -1.200m (nền tự nhiên) một đoạn -1.800m, mực nước ngầm ở

độ sâu trung bình Z = -9.0 m so với mặt nền tự nhiên.

Đài cọc trong lớp đất số 1 có: γ = 20 kN/m³; 015 58 ; c = 17,85 kN/m2

Kiểm tra điều kiện chiều sâu chôn đài cân bằng với tải ngang H và áp lực bị động:



Df hmin = 2

0.7 (45 )2

o

đ

Htg

B

Trong đó:

H tải trọng ngang tính toán

dung trọng của lớp đất trên đáy đài.

Góc ma sát trong của lớp đất trên đáy đài.

dB bề rộng theo phương vuông góc với tải ngang H.

Ta có :

Qmax = 122.5 (kN) (Phần tử C9)

= 20 (kN/m3)

= 15o58’ = 15.97o

Giả sử 2dB m

hmin = 15.97 2 122.5

0,7 (45 ) 1.312 20 2

ootg m

Thiết kế mặt đài trùng mép trên kết cấu sàn tầng hầm : trùng cốt -1.8 m so với mặt đất tự

nhiên. Chiều sâu đặt đáy đài tính từ cốt đất tự nhiên là -3.800m, tính từ cốt 0.00 qui ước là

-5.000 m . Vậy Df = 3.6 m > hmin = 1.31 m (Thỏa) .

Chân cọc cắm sâu vào lớp Sét Cứng (lớp đất 4). Cao độ mũi cọc là -36.20 m so với mặt đất

tự nhiên. Chất lượng bê tông cọc nhồi phần đầu cọc thường kém do đó đập vỡ bê tông đầu cọc

cho chừa cốt thép ra một đoạn bằng đoạn thép neo là 30 ≥ 30 × 20 = 600mm chọn 1000mm .

Phần cọc ngàm vào đài 10 (cm), Tổng chiều dài tính toán cọc 11.7 x 3 – 0.8 x 2 – 0.1 – 1 =

32.4m



Hình 8.2 Mắt cắt cọc qua các lớp đất



8.5.4. Tính toán sức chịu tải của cọc đơn

a. Sức chịu tải cọc đơn theo vật liệu làm cọc

Theo tài liệu Thiết Kế Nền Và Móng, Lê Anh Hoàng, năm 2010 và TCXD 195: 1997

Pvl = (Rb x Ac + Rs x As)

Trong đó:

Rb Cường độ tính toán của bêtông cọc nhồi

Ab Diện tích tiết diện ngang của bêtông cọc nhồi

Rs Cường độ tính toán cho phép của cốt thép

As Diện tích cốt thép ngang của cốt thép trong cọc

Đối với cọc đổ bêtông dưới nước hoặc dung dịch Bentonie :

R = 25 MPa - Mác thiết kế của bêtông [ Theo Bảng 3.1_TCXD 205-1998]

255.6

4,5 4.5 5.6( )

6

b

b

b

RR MPa

R MPa

R MPa

Đối với cốt thép nhỏ hơn 28:

280187

1,5 1,5 187( )

220

cs

s

s

RR MPa

R MPa

R MPa

Khả năng chịu tải theo vật liệu của cọc là :

3 3 4( ) (5.6 10 0.4996 187 10 31.42 10 ) 3385vl b c s sP R A R A kN

b. Sức chịu tải cọc đơn theo điều kiện đất nền

Theo phụ lục A của TCVN 205 – 1998

Công thức:

(1

)R P P f si i

nQ m m q A u m ftc

il

Trong đó:

m - Hệ số điều kiện làm việc, lấy m=1.

mR - Hệ số điều kiện làm việc tại mũi cọc, lấy mR = 1

qp - Khả năng chịu tải mũi cọc, với đất sét tra theo Bảng A.7 TCXD 205-

1998. Với chiều sâu mũi cọc là 36.20m và độ sệt B < 0 qp = 404 T/m2.



Ap - Diện tích mũi cọc: Ap= 0.5027 (m2).

u - Chu vi ngoài của cọc: u = 2.51 (m).

mf - Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc lấy theo bảng A.5-

phụ lục A, mf = 0.6

fsi - Ma sát mặt bên của lớp đất thứ I của thân cọc (kN/m2); lấy theo bảng

A.2-phụ lục A.

Bảng 8.3. Tính ma sát bên của cọc

Lớp đất

Độ sâu TB

z(m)

Bề dày l(m)

Loại đất Độ sệt

B mf fs

1f si i

nm f

il

1 6.4 5.2 Sét pha, nâu đỏ, dẻo cứng 0.27 0.6 47 147.6

2 10 2 Sét pha, xám trắng- nâu hồng- nâu đỏ, nửa cứng- cứng 0.09 0.6 86 103.1

3 16.5 11 Cát pha, nâu vàng- xám trắng- xám vàng - 0.6 116 765.6

4a 28.1 12.2 Sét pha, nâu đỏ- nâu vàng- nâu hồng, dẻo cứng 0.33 0.6 59 431.9

4 37.1 5.8 Sét, nâu đỏ- nâu vàng- nâu hồng- xám trắng, cứng -0.19 0.6 160 192

1640.1

Vậy: 1 (1 4040 0.5027 2.51 1640.1) 6148( )Qtc kN

Suy ra:6148

3726( )1.65

tca

tc

QQ kN

k

Ktc – hệ số an toàn được lấy ( có xét đến hiệu ứng của nhóm) là

Ktc = 1.4 cho móng trên 21 cọc

Ktc = 1.55 cho móng từ 11 đến 21 cọc

Ktc = 1.65 cho móng từ 6 đến 10 cọc

Ktc = 1.75 cho móng có dưới 6 cọc

Tính theo phụ lục B của TCXD 205-1998

Sức chịu tải cực hạn của cọc Qu tính theo công thức : Qu = Qs + Qp

Do cọc đi qua nhiều lớp đất nên : Qu =u ( . )si if l + Ap.qp

- Xác định Qs

Công thức tính ma sát bên cọc là



fsi = 'hi tgai + ca

Trong đó:

ca = 0.7c – lực dính giữa đất và cọc

a = 0.7 - góc ma sát giữa đất và cọc

Tính chất cơ lý của các lớp đất mà cọc đi qua

Lớp k : = 20 kN/m

Lớp 1 : = 20 kN/m³; c = 17.85 kN/m²; = 15o58’(h = 5.2m)

Lớp 2 : ’ = 10.9 kN/m³; c = 26.78 kN/m²; = 15o48’(h = 2.0m)

Lớp 3 : ’ = 10.9 kN/m³; c = 5.59 kN/m²; = 24o48’(h = 11.0m)

Lớp 4a: ’ = 10.3 kN/m³; c = 21.09 kN/m²; = 14o02’(h = 12.2m)

Lớp 4 : ’ = 10.7 kN/m³; c = 41.4 kN/m²; = 15o58’(h = 2m)

Tại lớp 1:

Trọng lượng riêng = 20 kN/m³

Lực dính c = 17.85 kN/m²

Góc ma sát trong = 15o58’

Chiều dài phần cọc trong lớp 1 h = 5.2m

Ứng suất bản thân tại giữa lớp đất thứ 1:

2

1

5.20.7 20 3.1 20 20 128 /

2kN m

Hệ số áp lực ngang:

01.4 (1 sin ) 1.4 (1 sin15 58 ) 1.14sK

Ca=0.7 x C=0.7 x 17.85=12.5(kN/m2)

a =0.7 x =0.7 x 15o58’=10.90.

Suy ra: 0 2

112.5 1.14 128 10.9 40.49 /

si a s af c K tg tg kN m

Các lớp còn lại tính tương tự kết quả cho như trong bảng 8.2

Bảng 8.4. Tính ma sát bên cọc fsi

Lớp đât

hi (m) Zi (m) '

(kN/m3) Ca

(kN/m2) a ' (kN/m2) atg Ks sif si if h

1 5.2 -10.200 20.0 12.50 10.9 128.0 0.193 1.14 40.49 210.55



Lớp đât

hi (m) Zi (m) '

(kN/m3) Ca

(kN/m2) a ' (kN/m2) atg Ks sif si if h

2 2.0 -12.200 10.9 18.75 10.8 190.9 0.191 1.14 60.29 120.57

3 11.0 -23.200 10.9 3.91 17.1 261.8 0.308 0.99 83.61 919.70

4a 12.2 -35.400 10.3 14.76 9.8 384.5 0.173 1.16 92.01 1122.56

4 2.0 -37.400 10.7 28.98 10.9 458.1 0.193 1.14 129.16 258.33

Lực ma sát hông của cọc:

2.51 (210.55 120.57 919.70 1122.56 258.33) 6606sQ kN

- Xác định Qp

Qp = Ap x qp

Trong đó : Ap = 0.5027 m2

Công thức tính cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc (theo Meyerhof ) với 030 như sau

, ,p c qq cN zN DN

Trong đó

c = 41.4 (kN/m2) : là lực dính của đất

Vì đường kính cọc tương đối nhỏ nên có thể bỏ qua ,DN và kết quả sai số

không đáng kể

’v : ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại độ sâu mũi cọc do trong lượng

bản thân đất (kN/m2)

’ = 10.7 kN/m³ : trọng lượng thể tích có hiệu của đất ở độ sâu mũi cọc

Theo Meyerhof khi tỉ số b b

cr

L L

D D

thì giá trị qm đạt giá trị cực đại và không thay đổi

Ta có 2

21

bLm

D tra Hình 13.2 trang 373 sách Nền Móng Nhà Cao Tầng thầy

Trần Quang Hộ

Do đó, ta tính với chiều sâu mũi cọc tai độ sâu -36.20m so với mặt đất tự nhiên.

Vậy

20.7 20 8.3 20 2 10.9 11 10.9 12.2 10.3 2 10.7 468.76 /v i ih kN m



,c qN N tra hình 13.3 trang 373 sách Nền Móng Nhà Cao Tầng thầy Trần

Quang Hộ dựa vào góc

Với 015 58 ta có 22 , 6.5c qN N

, 241.4 22 468.76 6.5 3957.74 /p c qq cN zN kN m

Ta có : 0.5027 3957.74 1990p p p kNQ A q

- Sức chịu tải cọc tính theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Sức chịu tải cực hạn:

Qu = Qs + Qp = 6606 +1990 = 8596 kN

Sức chịu tải cho phép đối với cọc khoan nhồi:

6606 19903197

3 2 3 2

psa

QQQ kN

c. Sức chịu tải của cọc đơn

Sức chịu tải thiết kế:

QTK = min (Pvl, Pphụ lục A, Pphục lục B) = min (3385, 3726, 3197) = 3197 kN

8.6. THIẾT KẾ MÓNG M1

8.6.1. Tính toán móng

Xét vị trí móng M1 nằm ở cột biên C4

a. Xác định tải trọng tác dụng lên móng M1

Tải trọng tác dụng lên móng M1 là tải trọng chân cột thuộc phần tử C4

Tải trọng tiêu chuẩn:

0 5653.2

230

17.2

3.6

36.5

tt

ttox

ttoy

ttox

ttoy

N kN

Q kN

Q kN

M kNm

M KNm

3768.8

153.3

11.5

2.4

24.3

tc

tcx

tcy

tcx

tcy

N kN

Q kN

Q kN

M kNm

M kNm

b. Sơ bộ chọn cọc và kích thước đài cọc



Số lượng cọc dự kiến cho móng :

5653.2

. 1.4 2.483197

tt

c

a

Nn

Q

Chọn 3cn cọc

Hình 8.3 Kích thước đài cọc móng M1

c. Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc

Tọa độ các đầu cọc

1

1

1.2

0

x m

y m

; 2

2

0.6

1

x m

y m

; 3

3

0.6

1

x m

y m

;

2 2 2 2 2

2 2 2 2 2

( 1.2) 0.6 0.6 2.16

0 1 1 1

i

i

x m

y m

Diện tích đài cọc:

23.4 3.6 2.39 1.34 9.04dA m

Trọng lượng móng khối quy ước:

W 9.04 2 25 452qu d d btA h kN

Tải trọng truyền đến đáy đài cọc:

Ntt = 5653.2 + 452 = 6105.2 kN



Phản lực đầu cọc có tọa độ (xi, yi) là:

2 2

1 1

tty x

i i in n

i ii i

M MNP x y

nx y

Trong đó:

Ntt - Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc.

n - Số lượng cọc trong móng.

Mx - Moment của tải ngoài quanh trục y.

My - Moment của tải ngoài quanh trục x.

xi , yi - Tọa độ cọc thứ i trong hệ tọa độ trục x, y của móng.

Thay số vào ta có:

1

6105.2 36.5 3.6( 1.2) 0 2014.8

3 2.16 1P kN

2

6105.2 36.5 3.60.6 1 2048.8

3 2.16 1P kN

3

6105.2 36.5 3.60.6 ( 1) 2041.6

3 2.16 1P kN

d. Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn

Pmin = P1 =2014.8 kN > 0: cọc không bị nhổ

Trọng lượng tính toán của cọc: Pcọc = 32.4×25×3.14×0.82/4 = 407.2 kN

Pmax + Pcọc = 2048.8 + 407.2 = 2456 (kN) < QTK= 3197 = 3197(kN): cọc không vượt quá

giá trị sử dụng đã xác định.

e. Kiểm tra sức chịu tải của các cọc làm việc trong nhóm

Hệ số nhóm η được tính theo công thức Converse – Labarre :

( 1) ( 1)1 ar

90

D n m m nE ctg

e m n

Trong đó :

D - Là đường kính cọc, D = 0.8m

e - Khoảng cách giữa 2 cọc, e = 2.0m

n - Số hàng cọc, n = 2

m - Số cọc trong một hàng, m = 2



0.8 (2 1)1.5 (1.5 1)21 ar 0.996

2 90 2 1.5E ctg

P = E x m x n x Qa = 0.996 x 1.5 x 2 x 3197 = 9550 (kN)

P = 9550 (kN) > Ntt = 6105.2 (kN) (Thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm).

f. Kiểm tra ứng suất nền dưới mũi cọc

Dùng tải trọng tiêu chuẩn:

Ntc =3768.8kN; 2.4 .tcxM kN m ; 24.3 .tc

yM kN m

Xác định khối móng quy ước của nhóm cọc

Góc ma sát trung bình:

. 15 58 5.2 15 48 2 24 48 11 14 02 12.2 15 58 218.23

5.2 2 11 12.2 2

o o o o oi i o

tb

i

h

h

Góc truyền lực: 18.23

4.564 4

ootb

Hình 8.4 Sơ đồ móng khối quy ước



Kích thước móng quy ước:

Bqu = 2.8 + 2 × Lc × tg = 2.8 + 2 × 32.4 × tg4.56o = 8.0 (m).

Lqu = 2.6 + 2 × Lc × tg = 2.6 + 2 × 32.4 × tg4.56o = 7.8 (m).

Diện tích móng khối quy ước:

Squ = 0.5 × Bqu× Lqu =0.5 × 8 ×7.8 = 31.2 (m2)

Quy về diện tích hình vuông: Bm = 31.2 5.59m quB S m


- Trọng lượng từ đáy đài đến đáy tầng hầm:

31.2 2 22 1372.8dai qu dai btN S h kN

- Trọng lượng cọc:

Diện tích cọc: 2 2

20.83 3.14 1.51

4 4coc

dS n m

Trọng lượng cọc: 1.51 32.4 25 1223.1coc coc c btN S h kN

- Trọng lượng đất trong móng khối quy ước:

Diện tích đất: 231.2 1.51 29.69dat qu cocS S S m

Trọng lượng đất:

29.69 (5.2 20 2 10.9 11 10.9 12.2 10.3 2 10.7) 11661dat dat i iN S h kN

- Trọng lượng móng khối quy ước:

W 1372.8 1223.1 11661 14256.9tcqu dai coc datN N N kN

Lực nén tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước:

3768.8 14256.9 18025.7tc tc tcqu quN N W kN

Độ lệch tâm theo phương cạnh dài :



24.30.001

18025.7

y

x

Me m

N

.

2.40.0001

18025.7x

y

Me m

N

Độ lệch tâm quá nhỏ, ta có thể xem như không cần tính áp lực minmax ,

Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước

- Phản lực trung bình dưới đáy mũi cọc:

218025.7577.7 /

31.2

tcqu

tb

qu

NP kN m

A

Cường độ tiêu chẩn đất nền dưới đáy mũi cọc

1 2.( )tc

m II I mtc

m mR A B B Z D c

k

Trong đó:

m1,m2 - Hệ số điều kiện làm việc của đất nền: m1 = m2 =1.

ktc - Hệ số tin cậy, các chỉ tiêu cơ lý xác định bằng thí nghiệm lấy ktc =1

Mũi cọc nằm ở lớp đất thứ 4 có: φ = 15058’ , tra bảng ta có: A = 0.36; B =

2.43; D = 5

C - Lực dính: c =41.4(kN/m2)

II - Dung trọng trung bình của đất dưới đáy móng khối quy ước,

310.7 /II kN m

I - Dung trọng trung bình của đất trong móng khối quy ước,

35.2 20 2 10.9 11 10.9 12.2 10.3 2 10.712.12 /

5.2 2 11 12.2 2

i i

I

i

hkN m

h

Bm - Bề rộng khối móng quy ước, Bm =5.59 m

=> 21 1(0.36 5.59 10.7 2.43 12.12 36.2 5 41.4) 1294.7 /

1tcR kN m

Vậy ứng suất dưới đáy móng quy ước thỏa mãn các điều kiện

Ptb = 577.7 kN/m2 < Rtc = 1294.7 kN/m2



g. Kiểm tra độ lún dưới đáy móng khối quy ước

Ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền ở đáy khối móng quy ước :

222 2 5.2 20 2 10.09 11 10.9 12.2 10.3 2 10.7 436.8kN/mtb .

Ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ước :

2

0 tb tbP 577.7 – 436.8 140.9kN/mgl

.

Như vậy 2 2

0140.9 / 0.2 436.8 87.36 /gl kN m kN m nên cần tính lún cho khối móng

này.

Chia lớp đất dưới đáy móng thành nhiều lớp nhỏ hi, không quá 1 m. Bề dày phân tố lớp đất

tính lún: chọn h = Bm /10 = 5.59/10 = 0.559(m).

Tính ứng suất do trọng lượng lượng bản thân tại các vị trí i= 1, 2, 3,....

1tb tbi i i ih

Tính ứng suất gây lún tại vị trí i= 1, 2, 3,...

0 0gl gli K

Trong đó:

K0 - Hệ số phân bố ứng suất tại tâm

Vị trí ngừng tính lún: 0.2gl tbi i

Độ lún nhóm cọc tính theo TCXD 45:78 thiết kế nền nhà và công trình.

0 gltbi i

o

S hE

Trong đó:

S : Độ lún cuối cuối cùng của móng.

hi : Chiều dày lớp đất thứ i.

gltbi : Ứng suất gây lún trung bình trong lớp đất thứ i

Eo : Mô đun biến dạng của lớp đất, lấy theo Bảng 3 - Phụ lục 2 TCXD 45:78.

Với hệ số rỗng e =0.613 E0 = 23600 kN/m2

0 0.8 : Hệ số không thứ nguyên

Kết quả ứng suất bản thân và ứng suất gây lún được tóm tắt trong Bảng 8.5



Bảng 8.5. Độ lún dưới đáy móng khối quy ước

Vị trí Z (m) Z/Bm Ko gli bt

i 0.2 bti gl

tbi Si(m)

0 0.000 0 1.00 140.90 436.80 87.36 139.49 0.0026

1 0.559 0.1 0.98 138.08 442.78 88.56 136.67 0.0026

2 1.118 0.2 0.96 135.26 448.76 89.75 129.63 0.0025

3 1.677 0.3 0.88 123.99 454.74 90.95 118.36 0.0022

4 2.236 0.4 0.80 112.72 460.73 92.15 106.38 0.0020

5 2.795 0.5 0.71 100.04 466.71 93.34 92.99 0.0018

6 3.354 0.6 0.61 85.95 472.69 94.54 42.97 0.0008

Tổng độ lún 0.0145

Hình 8.5 Độ lún dưới đáy móng khối quy ước



Ta nhận thấy tại vị trí thứ 6:

2 2

685.95 / 0.2 472.69 94.54 /gl kN m kN m

.

Vậy ta ngừng tính lún ở vị trí số 6 .

Vậy S = 1,45 (cm) < [S] = 8 (cm) Thỏa mãn về điều kiện biến dạng.

h. Kiểm tra xuyên thủng

Kiểm tra đài theo điều kiện chọc thủng và phá hoại trên mặt nghiêng.

Hình 8.6 Sơ đồ tính toán xuyên thủng móng M1

Nhận xét: Lăng thể xuyên thủng bao trùm qua tất cả các cọc. Như vậy đài cọc không bị

xuyên thủng.


Đài cọc làm việc như một dầm Console ngàm ở mép cột và chịu tác động của tải trọng là

phản lực của cọc hướng lên.



P3 P2 P1 P2+P3

Hình 8.7 Sơ đồ tính thép đài cọc móng M1


Theo phương cạnh ngắn

Mômen do lực P2, P3 gây ra:

3 3 3 0.7 2041.6 1429 .M r P kN m

2 2 2 0.7 2048.8 1434 .M r P kN m

Mômen tính toán cốt thép theo phương cạnh ngắn:

ax 2 3ax( , ) ax(1429,1434) 1434 .mM m M M m kN m

Tính toán cốt thép:

6

2 3 2

1434 100.034

11.5 10 1900m

b o

M

R b h



1 1 2 1 1 2 0.034 0.035m

2 20 0.035 11.5 1000 19002731 27.31

280b

s

s

R b hA mm cm

R

Chọn 25 200a để bố trí. Diện tích cốt thép trong bề rộng 1m As = 2945.4 mm2.

Theo phương cạnh dài

Mômen do lực P1, P2+P3 gây ra:

1 1 1 0.9 2014.8 1813 .M r P kN m

2,3 2,3 2 3( ) 0.3 (2041.6 2048.8) 1227 .M r P P kN m


ax 1 2,3ax( , ) ax(1813,1227) 1813 .mM m M M m kN m


6

2 3 2

1813 100.044

11.5 10 1900m

b o

M

R b h

1 1 2 1 1 2 0.044 0.045m

2 20 0.045 11.5 1000 19003486 34.86

280b

s

s

R b hA mm cm

R





MAËT BAÈNG BOÁ TRÍ THEÙP MOÙNG M1 TL: 1/20

B

THEÙP LÔÙP DÖÔÙI

Ø28 a200


Ø25 a200

B

Hình 8.8 Mặt bằng bố trí thép móng M1

-37.400

-5.000

-3.000

MAËT CAÉT B-B TL: 1/20

Ø12 a300

Ø14 a200

Ø12 a300

Ø25 a200

Ø28 a200

Hình 8.9 Mặt cắt móng M1





Xét vị trí móng M2 nằm ở cột biên C19

a. Xác định tải trọng tác dụng lên móng M2

Tải trọng tác dụng lên móng M2 là tải trọng chân cột thuộc phần tử C19


0 7519.0

73.4

2.9

0.2

11.0

tt

ttox

ttoy

ttox

ttoy

N kN

Q kN

Q kN

M kNm

M KNm

5012.7

49.0

1.9

0.2

7.3

tc

tcx

tcy

tcx

tcy

N kN

Q kN

Q kN

M kNm

M kNm

b. Sơ bộ chọn cọc và kích thước đài cọc


7519

. 1.4 3.293197

tt

c

a

Nn

Q

Chọn 4cn cọc



Hình 8.10 Kích thước đài cọc móng M2

c. Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc


1

1

0.8

0.8

x m

y m

; 2

2

0.8

0.8

x m

y m

; 3

3

0.8

0.8

x m

y m

; 4

4

0.8

0.8

x m

y m

;

2 2 2 2

2 2 2 2

2 ( 0.8) 2 0.8 2.56

2 ( 0.8) 2 0.8 2.56

i

i

x m

y m

Diện tích đài cọc

23.2 3.2 10.24dA m

Trọng lượng móng khối quy ước

W 10.24 2 25 512qu d d btA h kN

Tải trọng truyền đến đáy đài cọc

Ntt = 7519 + 512 = 8031 kN




2 2

1 1

tty x

i i in n

i ii i

M MNP x y

nx y

Trong đó :






Thay số vào ta có:

1

8031 11 0.2( 0.8) 0.8 2004.4

4 2.56 2.56P kN

2

8031 11 0.20.8 0.8 2011.3

4 2.56 2.56P kN

3

8031 11 0.2( 0.8) ( 0.8) 2004.3

4 2.56 2.56P kN

4

8031 11 0.20.8 ( 0.8) 2011.1

4 2.56 2.56P kN

d. Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn

Pmin = P3 =2004.3 kN > 0: cọc không bị nhổ


Pmax + Pcọc = 2011.3 + 407.2 = 2418.5(kN) < QTK= 3197 = 3197(kN): cọc không vượt quá


e. Kiểm tra sức chịu tải của các cọc làm việc trong nhóm


( 1) ( 1)1 ar

90

D n m m nE ctg

e m n

Trong đó :


e - Khoảng cách giữa 2 cọc, e = 1.6m





0.8 (2 1) 2 (2 1) 21 ar 0.995

1.6 90 2 2E ctg

P = E x m x n x Qa = 0.995 x 2 x 2 x 3197 = 12724.1 (kN)

P = 12724.1 (kN) > Ntt = 8031 (kN) (Thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm).

f. Kiểm tra ứng suất nền dưới mũi cọc


Ntc = 5012.7 kN; 0.2 .tcxM kN m ; 7.3 .tc

yM kN m



. 15 58 5.2 15 48 2 24 48 11 14 02 12.2 15 58 218.23

5.2 2 11 12.2 2

o o o o oi i o

tb

i

h

h


4.564 4

ootb





Bqu = 2.4 + 2 × Lc × tg = 2.4 + 2 × 32.4 × tg4.56o = 7.6 (m).

Lqu = 2.4 + 2 × Lc × tg = 2.4 + 2 × 32.4 × tg4.56o = 7.6 (m).


Squ = Bqu× Lqu = 7.6 × 7.6 = 57.76 (m2)






20.84 3.14 2.01

4 4coc

dS n m







55.75 (5.2 20 2 10.9 11 10.9 12.2 10.3 2 10.7) 21896.4dat dat i iN S h kN

- Trọng lượng móng khối quy ước:

W 2541.4 1628.1 21896.4 26065.9tcqu dai coc datN N N kN




7.30.0002

31078.6

y

x

Me m

N

.

0.20.000006

31078.6x

y

Me m

N




231078.6538.1 /

57.76

tcqu

tb

qu

NP kN m

A


1 2.( )tc

m II I mtc

m mR A B B Z D c

k

Trong đó:






2.43; D = 5



310.7 /II kN m


35.2 20 2 10.9 11 10.9 12.2 10.3 2 10.712.12 /

5.2 2 11 12.2 2

i i

I

i

hkN m

h

Bm - Bề rộng khối móng quy ước, Bm =7.6 m

=> 21 1(0.36 7.6 10.7 2.43 12.12 36.2 5 41.4) 1302.4 /

1tcR kN m


Ptb = 538.1 kN/m2 < Rtc = 1302.4 kN/m2

g. Kiểm tra độ lún dưới đáy móng khối quy ước


222 2 5.2 20 2 10.09 11 10.9 12.2 10.3 2 10.7 436.8kN/mtb .


2

0 tb tbP 538.1– 436.8 101.3kN/mgl

.

Như vậy 2 2


này.




1tb tbi i i ih


0 0gl gli K

Trong đó:





Độ lún nhóm cọc [ Tính theo TCXD 45:78 thiết kế nền nhà và công trình].

0 gltbi i

o

S hE

Trong đó:




Eo : Mô đun biến dạng của lớp đất, lấy theo Bảng 3 - Phụ lục 2 TCXD 45:78.

Với hệ số rỗng e =0.613 E0 = 23600 kN/m2





i 0.2 bti gl

tbi Si(m)

0 0.000 0 1.00 101.30 436.80 87.36 100.29 0.0026

1 0.760 0.1 0.98 99.27 444.93 88.99 98.26 0.0025

2 1.520 0.2 0.96 97.25 453.06 90.61 93.20 0.0024

3 2.280 0.3 0.88 89.14 461.20 92.24 44.57 0.0011




Hình 8.12 Độ lún dưới đáy móng khối quy ước


2 2

689.14 / 0.2 461.2 92.24 /gl kN m kN m

.

Vậy ta ngừng tính lún ở vị trí số 3.

Vậy S = 0.87 (cm) < [S] = 8 (cm) Thỏa mãn về điều kiện biến dạng.

h. Kiểm tra xuyên thủng






xuyên thủng.


Đài cọc làm việc như một dầm Console ngàm ở mép cột và chịu tác động của tải trọng là

phản lực của cọc hướng lên.



P4 P2P1 P2

Hình 8.14 Sơ đồ tính thép đài cọc móng M2


Theo phương cạnh ngắn của cột


4 4 4 0.5 2011.1 1005.6 .M r P kN m

2 2 2 0.5 2011.3 1005.7 .M r P kN m


ax 2 4ax( , ) ax(1005.7,1005.6) 1005.7 .mM m M M m kN m


6

2 3 2

1005.7 100.024

11.5 10 1900m

b o

M

R b h

1 1 2 1 1 2 0.024 0.025m



2 20 0.025 11.5 1000 19001951 19.51

280b

s

s

R b hA mm cm

R


Theo phương cạnh dài của cột


1 1 1 0.3 2004.4 601.3 .M r P kN m

2 2 2 0.3 2011.3 603.4 .M r P kN m


ax 1 2ax( , ) ax(601.3,603.4) 603.4 .mM m M M m kN m


6

2 3 2

603.4 100.015

11.5 10 1900m

b o

M

R b h

1 1 2 1 1 2 0.015 0.015m

2 20 0.015 11.5 1000 19001171 11.71

280b

s

s

R b hA mm cm

R





A A


Ø22 a200


Ø16 a200

Hình 8.15 Mặt bằng bố trí cốt thép móng M2

-37.400

-5.000

-3.000

MAËT CAÉT A-A TL: 1/20

Ø22 a200

Ø14 a200

Ø12 a300 Ø12 a300

Ø16 a200

Hình 8.16 Mặt cắt móng M2





Đối với móng M3 nằm tại vị trí lõi thang máy

a. Xác định tâm hình học của móng M3

Hình 8.17 Mặt bằng lõi thang máy

Tọa độ trọng tâm hình học móng lõi thang máy :

Bảng 8.7. Tọa độ lõi thang máy theo phương X

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 Tổng

a 8.40 2.20 2.20 2.20 2.20 0.65 1.30 1.30 0.65

b 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30

Xi 4.20 0.15 2.80 5.60 8.25 0.33 2.80 5.60 8.08

a x b x Xi 10.58 0.10 1.85 3.70 5.45 0.06 1.09 2.18 1.57 26.59

F=a x b 2.52 0.66 0.66 0.66 0.66 0.20 0.39 0.39 0.20 6.33

X 4.2

Bảng 8.8. Tọa độ lõi thang máy theo phương y

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 Tổng

a 8.40 2.20 2.20 2.20 2.20 0.65 1.30 1.30 0.65

b 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30



Yi 2.65 1.40 1.40 1.40 1.40 0.15 0.15 0.15 0.15

a x b x Yi 6.68 0.92 0.92 0.92 0.92 0.03 0.06 0.06 0.03 10.55

F=a x b 2.52 0.66 0.66 0.66 0.66 0.20 0.39 0.39 0.20 6.33

Y 1.67

b. Xác định tải trọng tác dụng lên móng M1

Tải trọng tác dụng lên móng M3 là tải trọng chân vách thuộc phần tử PL


0 23680.7

241.1

3.8

2.9

4948.3

tt

ttox

ttoy

ttox

ttoy

N kN

Q kN

Q kN

M kNm

M KNm

15787.1

160.7

2.5

1.9

3298.9

tc

tcx

tcy

tcx

tcy

N kN

Q kN

Q kN

M kNm

M kNm

c. Sơ bộ chọn cọc và kích thước đài cọc


23680.7

. 1.4 10.373197

tt

c

a

Nn

Q

Chọn 12cn cọc



Hình 8.18 Kích thước đài móng M3

d. Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc


1 4

1 4

3.6

1.705

x x m

y y m

; 2 3

2 3

1.2

1.705

x x m

y y m

; 5 8

5 8

3.6

0.295

x x m

y y m

; 6 7

6 7

1.2

0.295

x x m

y y m

;

9 12

9 12

3.6

2.295

x x m

y y m

; 10 11

10 11

1.2

2.295

x x m

y y m

;

2 2 2 2 2 2

2 2 2 2 2

3 ( 3.6) 3 3.6 3 ( 1.2) 3 1.2 86.4

4 1.705 4 ( 0.295) 4 ( 2.295) 33.04

i

i

x m

y m


26.0 9.2 55.2dA m


W 55.2 2 25 2760qu d d btA h kN


Ntt = 23680.7 + 2760 = 26440.7 kN



2.9 3.8 2 10.5 .tt tt tt

x ox oy dM M Q h kN m

4948.3 241.1 2 5430.5 .tt tt tt

y oy ox dM M Q h kN m


2 2

1 1

tty x

i i in n

i ii i

M MNP x y

nx y

Trong đó :






Kết quả phản lực đầu cọc được thể hiện trong bảng 8.9

Bảng 8.9. Kết quả phản lực đầu cọc

Stt Ntt (kN) ttxM (kN.m) tt

yM (kN.m) xi (m) yi (m) 2

1

n

ii

x 2

1

n

ii

y Pi (kN)

1 26440.7 10.5 5430.5 -3.6 1.705 86.4 33.04 1977.66

2 26440.7 10.5 5430.5 -1.2 1.705 86.4 33.04 2128.51

3 26440.7 10.5 5430.5 1.2 1.705 86.4 33.04 2279.36

4 26440.7 10.5 5430.5 3.6 1.705 86.4 33.04 2430.2

5 26440.7 10.5 5430.5 -3.6 -0.295 86.4 33.04 1977.03

6 26440.7 10.5 5430.5 -1.2 -0.295 86.4 33.04 2127.87

7 26440.7 10.5 5430.5 1.2 -0.295 86.4 33.04 2278.72

8 26440.7 10.5 5430.5 3.6 -0.295 86.4 33.04 2429.57

9 26440.7 10.5 5430.5 -3.6 -2.295 86.4 33.04 1976.39

10 26440.7 10.5 5430.5 -1.2 -2.295 86.4 33.04 2127.24

11 26440.7 10.5 5430.5 1.2 -2.295 86.4 33.04 2278.09

12 26440.7 10.5 5430.5 3.6 -2.295 86.4 33.04 2428.93

e. Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn

Pmin = 1976.39 kN



Pmax = 2430.2 kN

Pmin = 1976.39 kN > 0: cọc không bị nhổ


Pmax + Pcọc = 2430.2 + 407.2 = 2837.4 (kN) < QTK= 3197 = 3197(kN): cọc không vượt quá


f. Kiểm tra sức chịu tải của các cọc làm việc trong nhóm


( 1) ( 1)1 ar

90

D n m m nE ctg

e m n

Trong đó :


e - Khoảng cách giữa 2 cọc, e = 2m



0.8 (3 1) 4 (4 1) 31 ar 0.66

2 90 3 4E ctg

P = E x m x n x Qa = 0.66 x 4 x 3 x 3197 = 25320.24 (kN)

P = 25320.24 (kN) < Ntt = 26440.7 (kN) (Không thỏa điều kiện sức chịu tải của

nhóm). Bố trí lại cọc hoặc tăng số lượng cọc.

Chọn lại tăng số lượng cọc: n=15 cọc



Hình 8.19 Kích thước đài móng M3

Xác định lại tải trọng tác dụng lên đầu cọc

Tọa độ các đầu cọc tính theo bảng 8.10



Bảng 8.10. Tọa độ đầu cọc

Stt xi yi 2ix 2

iy 2

1

n

ii

x 2

1

n

ii

y

1 -4 2 16 4

120 40

2 -2 2 4 4

3 0 2 0 4

4 2 2 4 4

5 4 2 16 4

6 -4 0 16 0

7 -2 0 4 0

8 0 0 0 0

9 2 0 4 0

10 4 0 16 0

11 -4 -2 16 4

12 -2 -2 4 4

13 0 -2 0 4

14 2 -2 4 4

15 4 -2 16 4


25.6 9.6 53.76dA m


W 53.76 2 25 2688qu d d btA h kN


Ntt = 23680.7 + 2688 = 26368.7 kN

2.9 3.8 2 10.5 .tt tt tt

x ox oy dM M Q h kN m

4948.3 241.1 2 5430.5 .tt tt tt

y oy ox dM M Q h kN m


2 2

1 1

tty x

i i in n

i ii i

M MNP x y

nx y



Trong đó :






Kết quả phản lực đầu cọc được thể hiện trong bảng 8.11

Bảng 8.11. Kết quả phản lực đầu cọc

Stt Ntt (kN) ttxM

(kN.m)

ttyM

(kN.m) xi (m) yi (m)

2

1

n

ii

x 2

1

n

ii

y Pi (kN)

1 26368.7 10.5 5430.5 -4 2 120 40 1577.42

2 26368.7 10.5 5430.5 -2 2 120 40 1667.93

3 26368.7 10.5 5430.5 0 2 120 40 1758.44

4 26368.7 10.5 5430.5 2 2 120 40 1848.95

5 26368.7 10.5 5430.5 4 2 120 40 1939.46

6 26368.7 10.5 5430.5 -4 0 120 40 1576.9

7 26368.7 10.5 5430.5 -2 0 120 40 1667.41

8 26368.7 10.5 5430.5 0 0 120 40 1757.91

9 26368.7 10.5 5430.5 2 0 120 40 1848.42

10 26368.7 10.5 5430.5 4 0 120 40 1938.93

11 26368.7 10.5 5430.5 -4 -2 120 40 1576.37

12 26368.7 10.5 5430.5 -2 -2 120 40 1666.88

13 26368.7 10.5 5430.5 0 -2 120 40 1757.39

14 26368.7 10.5 5430.5 2 -2 120 40 1847.9

15 26368.7 10.5 5430.5 4 -2 120 40 1938.41

Kiểm tra lại sức chịu tải của cọc đơn

Pmin = 1576.37 kN

Pmax = 1939.46 kN

Pmin = 1576.37 kN > 0: cọc không bị nhổ


Pmax + Pcọc = 1939.46 + 407.2 = 2346.66 (kN) < QTK= 3197 = 3197(kN): cọc không vượt

quá giá trị sử dụng đã xác định.



Kiểm tra lại sức chịu tải của các cọc làm việc trong nhóm


( 1) ( 1)1 ar

90

D n m m nE ctg

e m n

Trong đó :


e - Khoảng cách giữa 2 cọc, e = 2m



0.8 (3 1) 5 (5 1) 31 ar 0.64

2 90 3 5E ctg

P = E x m x n x Qa = 0.64 x 5 x 3 x 3197 = 30691.2 (kN)

P = 30691.2 (kN) < Ntt = 26440.7 (kN) (Thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm).

g. Kiểm tra lại ứng suất nền dưới mũi cọc


Ntc = 15787.1 kN; 1.9 .tcxM kN m ; 3298.9 .tc

yM kN m



. 15 58 5.2 15 48 2 24 48 11 14 02 12.2 15 58 218.23

5.2 2 11 12.2 2

o o o o oi i o

tb

i

h

h


4.564 4

ootb





Bqu = 8 + 2 × Lc × tg = 8 + 2 × 32.4 × tg4.56o = 13.17 (m).

Lqu = 4.8 + 2 × Lc × tg = 4.8 + 2 × 32.4 × tg4.56o = 9.97 (m).


Squ = Bqu× Lqu = 13.17 × 9.97 = 131.3 (m2)






20.815 3.14 7.54

4 4coc

dS n m







123.76 (5.2 20 2 10.9 11 10.9 12.2 10.3 2 10.7) 48608dat dat i iN S h kN


W 5777.2 6107.4 48608 60492.6tcqu dai coc datN N N kN




3298.90.043

76279.7

y

x tcqu

Me m

N

.

1.90.00002

76279.7x

y tcqu

Me m

N




276279.7581 /

131.3

tcqu

tb

qu

NP kN m

A


1 2.( )tc

m II I mtc

m mR A B B Z D c

k

Trong đó:






2.43; D = 5



310.7 /II kN m


35.2 20 2 10.9 11 10.9 12.2 10.3 2 10.712.12 /

5.2 2 11 12.2 2

i i

I

i

hkN m

h

Bm - Bề rộng (cạnh bé) khối móng quy ước, Bm =9.97 m

=> 21 1(0.36 9.97 10.7 2.43 12.12 36.2 5 41.4) 1311.6 /

1tcR kN m


Ptb = 581 kN/m2 < Rtc = 1311.6 kN/m2

h. Kiểm tra độ lún dưới đáy móng khối quy ước


222 2 5.2 20 2 10.09 11 10.9 12.2 10.3 2 10.7 436.8kN/mtb .


2

0 tb tbP 581– 436.8 144.2kN/mgl

.

Như vậy 2 2


này.




1tb tbi i i ih


0 0gl gli K

Trong đó:





Độ lún nhóm cọc: [Tính theo TCXD 45:78 thiết kế nền nhà và công trình.]

0 gltbi i

o

S hE

Trong đó:




Eo : Mô đun biến dạng của lớp đất, [ Lấy theo Bảng 3 - Phụ lục 2 TCXD

45:78]. Với hệ số rỗng e =0.613 E0 = 23600 kN/m2





i 0.2 bti gl

tbi Si(m)

0 0.000 0 1.00 144.20 436.80 87.36 141.14 0.0048

1 0.997 0.1 0.98 138.08 447.47 89.49 136.67 0.0026

2 1.994 0.2 0.96 135.26 458.14 91.63 129.63 0.0025

3 2.991 0.3 0.88 123.99 468.80 93.76 118.36 0.0022

4 3.988 0.4 0.80 112.72 479.47 95.89 106.38 0.0020

5 4.985 0.5 0.71 100.04 490.14 98.03 92.99 0.0018

6 5.982 0.6 0.61 85.95 500.81 100.16 42.97 0.0008



2 2

685.95 / 0.2 500.81 100.16 /gl kN m kN m

.

Vậy ta ngừng tính lún ở vị trí số 6 .

Vậy S = 1.67 (cm) < [S] = 8 (cm) Thỏa mãn về điều kiện biến dạng.

i. Kiểm tra xuyên thủng




Theo phương cạnh dài:


Theo phương cạnh ngắn:





xuyên thủng.


Tính toán thép đài bằng phần mềm Safe.

a. Mô hình tính toán

Xuất nội lực từ Etabs v9.7 sang Safe v12: file/ export/ save story as SAFE V12.f2k Text

File...



Hình 8.23 Xuất nội lực từ Etabs v9.7 sang Safe v12

Khởi động Safe v12: File/ Import (file .F2K)

Hình 8.24 Khởi động Safe v12

Khai báo mô hình trong Safe v12.



- Khai báo vật liệu: define/ Material.../ Add new Material...

Hình 8.26 Khai báo vật liệu

- Khai báo đài móng: define/ Slab properties.../ Add new property...

Hình 8.25 Hộp thoại Material



Hình 8.27 Khai báo đài móng.

- Khai báo độ cứng: define/ point spring property.../ Add new property...

Độ cứng cọc: ún

1758105269( / )

0.0167tb

l

PPk kN m

S S



Hình 8.28 Khai báo độ cứng

Vẽ và gán cọc bằng các độ cứng vừa khai báo.

Chia dải strip cho đài móng: Draw/ Draw design strips...

- Dải A:

- Dải B:

Chạy mô hình.

Khởi tạo Combo Envelope :

- Khi ta xuất nội lực tầng Base từ Etabs v9.7 sang Safe v12

- Safe v12 chỉ nhận được các Combo thành phần chứ không nhận Combo Envelope.



- Tạo combo Bao: define/ Load combinations.../ Add new combo...

Hình 8.29 Tạo Combo Bao

Chạy lại chương trình

Xuất kết quả moment cho từng dải.


Theo phương cạnh dài :

- Mmax = 2443 (kN/m)

- Mmin = 242 (kN/m)

Theo phương cạnh ngắn :



- Mmax = 1946 (kN/m)

- Mmin = 175 (kN/m)

Vật liệu tính toán :

- Bê tông B20 : Rb = 11.5Mpa

- Thép AII : Rs = 280 Mpa

Chiều cao bản : hb = 2.0 m

Chiều rộng bản : bb = 1.0 m

Chiều cao làm việc của bản : ho = hb – a = 2.0 – 0.15 = 1.85 m

Tính toán đài như một dầm đặt cốt đơn :

2m

b o

M

R bh

; 1 1 2m m

;

0bs

s

R bhA

R

Bảng 8.13. Kết quả tính thép móng M3

Cạnh Vị trí M3

(kN.m) b

(mm) h

(mm) a

(mm) ho

(mm) m RAs

(mm2) Chọn Thép

As chon

(mm2) %

Dài Min 242 1000 2000 150 1850 0.006 0.006 0.608 469 a 770 0.04

Max 2443 1000 2000 150 1850 0.062 0.064 0.608 4,872 a 4926.4 0.27

Ngắn Min 175 1000 2000 150 1850 0.004 0.004 0.608 339 a 770 0.04

Max 1946 1000 2000 150 1850 0.049 0.051 0.608 3,855 a 3927.2 0.21

c. Bố trí cốt thép



AA

MAËT BAÈNG BOÁ TRÍ THEÙP MOÙNG M3 TL: 1/25

B

B


Ø25 a150


Ø28 a150

Hình 8.30 Mặt bằng bố trí thép móng M3

MAËT CAÉT A-A TL: 1/25

-37.400

Ø25 a150

Ø28 a150

Ø25 a150

Ø28 a150

Ø25 a150

Ø28 a150

-5.000

-3.000

Ø14 a200

Hình 8.31 Mặt cắt bố trí thép mong M3



CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

9.1. QUY ĐỊNH CHUNG

9.1.1. Các tiêu chuẩn kỹ thuật:

- TCXDVN 326:2004 Cọc khoan nhồi - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu

(Tiêu chuẩn này thay thế tiêu chuẩn xây dựng TCXD 197: 1997 " Nhà cao tầng - Thi công

cọc khoan nhồi", TCXD 206: 1998" Cọc khoan nhồi, Yêu cầu về chất lượng thi công" và

các điều từ 5.14 đến 5.20 trong mục 7: “ Móng cọc và tường vây cọc ván” của TCXD 79:

1980)

- TCVN 5637-1991: Quản lý chất lượng xây lắp công trình xây dựng- Nguyên tắc cơ

bản;

- TCVN 5308-1991: Quy phạm kỹ thuật an toàn trong xây dựng;

- TCXD 205 -1998: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCXDVN 269-2002: Cọc - Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

9.1.2. Yêu cầu chung

Cho phép sử dụng áp lực của cột nước hoặc dung dịch vữa sét giữ thành ống vách lỗ khoan

để thi công cọc khoan nhồi. Nếu vị trí lỗ khoan nằm gần các ngôi nhà hoặc công trình hiện có

nhỏ hơn 40m, cần lựa chọn giải pháp thi công thích hợp để đảm bảo an toàn ổn định cho các

công trình lân cận đó.

Người chịu trách nhiệm thiết kế tổ chức thi công, chọn biện pháp, thiết bị máy móc và xây

dựng công nghệ thi công chi tiết phải có trình độ và có kinh nghiệm về thi công cọc khoan

nhồi. Các cán bộ, kỹ thuật viên, công nhân v.v.. tham gia thi công cọc khoan nhồi cần phải

được huấn luyện và đào tạo tay nghề.

Phải lập qui trình công nghệ thi công đối với từng loại máy khoan để hướng dẫn cho cán

bộ, công nhân và mọi người tham gia hiểu rõ công nghệ trước khi tiến hành thi công. Thiết kế

tổ chức thi công và công nghệ thi công phải được cấp có thẩm quyền duyệt.

Các phụ lục kèm theo Qui phạm này được sử dụng để tham khảo cho thi công và nghiệm

thu cọc khoan nhồi.



9.2. CHUẨN BỊ THI CÔNG

9.2.1. Công tác chuẩn bị chung:

Những căn cứ lập biện pháp và an toàn lao động thi công:

- Căn cứ vào công nghệ thi công cọc khoan nhồi, xử lý nền móng.

- Căn cứ vào dây chuyền thiết bị phục vụ thi công.

- Căn cứ vào mặt bằng công trình thi công.

Trước khi vào thi công cần chuẩn bị các giấy tờ, hồ sơ cho công trình như:

- Hồ sơ thiết kế được duyệt.

- Khảo sát địa chất công trình.

- Khối lượng Bentonite (Phụ thuộc địa chất để cho lượng Bentonite thích hợp)

- Bê tông độ sụt 18 2 trộn tại nhà máy cấp.

Do đây là quá trình thi công cọc đại trà nên hệ thống lán trại Công ty sẽ sử dụng hệ

thống lều bạt đảm bảo gọn nhẹ mà vẫn đáp ứng được yêu cầu công trường.

Định vị công trình: Dựa vào thực trạng kết hợp với mốc xây dựng do Chủ đầu tư cấp

dùng thước thép để xác định mốc ranh giới của các hạng mục công trình, các trục móng

của công trình.

Tập kết thiết bị máy móc, nhân lực cho công trình mà biện pháp và tiến độ thi công yêu

cầu.

Chuẩn bị mặt bằng để tập kết các loại vật tư, vật liệu.

Liên hệ với các cơ quan chức năng của địa phương và các đối tác liên quan đến thi công

công trình, thống nhất các phương án bảo đảm an ninh và tính liên tục cho công trình.

Chuẩn bị hệ thống điện, nước phục vụ thi công.

- Điện thi công: đơn vị thi công sẽ sử dụng hệ thống điện 3 Fa để phục vụ thi công cọc.

- Nước thi công: Đơn vị thi công sẽ sử dụng nguồn nước giếng khoan, lắp đặt máy bơm

nước, có bể chứa nước 2m3 và sử dụng một bơm điện có công suất nhỏ để phục vụ thi công.



Đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trường trong thi công.

9.2.2. Vật liệu và thiết bị:

Các vật liệu, thiết bị dùng trong thi công cọc khoan nhồi phải tuân thủ các yêu cầu nêu

trong hồ sơ thiết kế, trong qui định của Qui phạm và các tiêu chuẩn hiện hành.

Các thiết bị sử dụng như máy cẩu, máy khoan, búa rung v.v.. phải có đầy đủ tài liệu về tính

năng kỹ thuật, cũng như chứng chỉ về chất lượng, đảm bảo an toàn kỹ thuật của nhà chế tạo và

phải được đăng kiểm của cơ quan thanh tra an toàn theo đúng các qui tắc kỹ thuật an toàn hiện

hành.

Vật liệu sử dụng vào công trình cọc khoan nhồi như xi măng, cốt thép, vữa sét, phụ gia v.v..

phải có đầy đủ hướng dẫn sử dụng và các chứng chỉ chất lượng của nhà sản xuất. Các vật liệu

như cát, đá, nước, vữa sét, bê tông phải có các kết quả thí nghiệm đánh giá chất lượng cũng

như thí nghiệm tuyển chọn thành phần bê tông, kết quả ép mẫu v.v.. trước khi đưa vào sử

dụng.

9.2.3. Thi công các công trình phụ trợ:

Trước khi thi công cọc khoan nhồi, phải căn cứ các bản vẽ thiết kế thi công để tiến hành

xây dựng các công trình phụ trợ như:

- Đường công vụ để vận chuyển máy móc, thiết bị, vật tư phục vụ thi công.

- Hệ thống cung cấp nước gồm nguồn nước (giếng nước, mương máng dẫn nước), các

máy bơm, các bể chứa, hệ thống đường ống.

- Hệ thống cấp điện gồm nguồn điện cao thế, hệ thống truyền dẫn cao và hạ thế, trạm

biến áp, trạm máy phát điện v.v..

- Hệ thống cung cấp và tuần hoàn vữa sét gồm kho chứa bột bentonite, trạm trộn vữa sét,

các máy bơm, các bể lắng, hệ thống lọc xoáy, hệ thống đường ống.

- Hệ thống cung cấp bê tông gồm các trạm bê tông, các kho xi măng, các máy bơm bê

tông, và hệ thống đường ống v.v..

- Các sàn đạo thi công, các khung dẫn hướng v.v..



9.3. CÔNG TÁC KHOAN TẠO LỖ

9.3.1. Lựa chọn phương án thi công cọc nhồi:

a. Phương pháp thi công ống chống:

Với phương pháp này ta phải đóng ống chống đến độ sâu 15,5m và đảm bảo việc rút ống

chống lên được.Việc đưa ống và rút ống qua các lớp đất( nhất là lớp sét pha và cát pha) rất

nhiều trở ngại, lực ma sát giữa ống chống và lớp cát lớn cho nên công tác kéo ống chống gặp

rất nhiều khó khăn đồng thời yêu cầu máy có công suất cao.

b. Phương pháp thi công bằng guồng xoắn:

Phương pháp này tạo lỗ bằng cách dùng cần có ren xoắn khoan xuông đất. Đất được đưa

lên nhờ vào các ren đó, phương pháp này hiện nay không thông dụng tại Việt Nam. Với

phương pháp này việc đưa đất cát và sỏi lên không thuận tiện.

c. Phương pháp thi công phản tuần hoàn:

Phương pháp khoan lỗ phản tuần hoàn tức là trộn lẫn đất khoan và dung dịch giữ vách rồi

rút lên bằng cần khoan lượng cát bùn không thể lấy được bằng cần khoan ta có thể dùng các

cách sau để rút bùn lên:

- Dùng máy hút bùn

- Dùng bơm đặt chìm

- Dùng khí đẩy bùn

- Dùng bơm phun tuần hoàn.

Đối với phương pháp này việc sử dụng lại dung dịch giữ vách hố khoan rất khó khăn,

không kinh tế.

d. Phương pháp thi công gầu xoay và dung dịch Bentonite giữ vách:

Phương phàp này lấy đất lên bằng gầu xoay có đường kính bằng đường kính cọc và được

gắn trên cần Kelly của máy khoan. Gầu có răng cắt đất và nắp để đổ đất ra ngoài.

Dùng ống vách bằng thép (được hạ xuống bằng máy rung tới độ sâu 6-8m) để giữ thành,

tránh sập vách khi thi công. Còn sau đó vách được giữ bằng dung dịch vữa sét Bentonite.



Khi tới độ sâu thiết kế, tiến hành thổi rửa đáy hố khoan bằng phương pháp: Bơm ngược,

thổi khí nén hay khoan lại (khi chiều dày lớp mùn đáy >5m). Độ sạch của đáy hố được kiểm

tra bằng hàm lượng cát trong dung dịch Bentonite. Lượng mùn còn sót lại được lấy ra nốt khi

đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng.

Đối với phương pháp này được Bentonite tận dụng lại thông qua máy lọc (có khi tới 5-6

lần)

e. Lựa chọn phương pháp thi công:

Từ các phương pháp trên cùng với mức độ ứng dụng thực tế và các yêu cầu về máy móc

thiết bị ta chọn phương pháp thi công tạo lỗ:

“Khoan bằng gầu xoay kết hợp dung dịch Bentonite giữ vách hố khoan”

9.3.2. Chọn máy thi công cọc:

Độ sâu hố khoan so với mặt bằng thi công (cốt 0.00) là 37.400m, loại cọc đường kính

d=0.8m.

a. Máy khoan:

Căn cứ vào địa chất tầng đất và đường kính cọc nhồi ta lựa chọn máy khoan tạo lỗ KH-125-

3 để khoan tạo lỗ.

Các thông số kỹ thuật của máy khoan KH–125-3 của hãng HITACHI (Nhật Bản ).

- Chiều dài cần 22m.

- Đường kính lỗ khoan 500 – 1200mm.

- Trọng lượng bản thân máy 470 KN.

- Tốc độ di chuyển 1.8 km/h.

- Áp lực trên đất 0.068 MPa.

- Độ sâu khoan 55m.

- Tốc độ gầu (cao/thấp) 28/14 vòng/phút.

- Mô men khoan max 49 kN.m

- Cáp nâng gầu có lực kéo 123.6 KN.

b. Cần cẩu:



Cẩu phụ trợ dùng trong các công việc như cẩu lắp cốt thép đổ bêtông, lắp tấm thép làm

đường đi, cẩu búa rung, hạ ống vách, trang thiết bị công trường

Chọn cần cẩu bánh xích Cobelco-7035 có các đặc trưng kỹ thuật:

Hình 9.1 Các đặc trưng kỹ thuật của cần cẩu bánh xích Cobelco-7035



Các bước tiến hành thi công cọc khoan nhồi

Quy trình thi công cọc nhồi bằng máy khoan gầu tiến hành theo trình tự sau:

- Định vị tim cọc và đài cọc.

- Hạ ống vách.

- Khoan tạo lỗ.

- Lắp đặt cốt thép.

- Thổi rửa đáy hố khoan.

- Đổ bê tông.

- Rút ống vách.

- Kiểm tra chất lượng cọc.

Quy trình thi công được trình bày theo sơ đồ sau:



Hình 9.2 Quy trình thi công cọc khoan nhồi

c. Chuẩn bị khoan:

Trước khi thi công cọc khoan nhồi, cần phải chuẩn bị đủ hồ sơ tài liệu, thiết bị máy móc và

mặt bằng thi công, đảm bảo các yêu cầu sau:



- Khoan thăm dò địa chất tại vị trí có lỗ khoan.

- Chế tạo lồng cốt thép.

- Thí nghiệm để chọn tỷ lệ thành phần hỗn hợp bê tông cọc.

- Lập các qui trình công nghệ khoan nhồi cụ thể để hướng dẫn, phổ biến cho cán bộ,

công nhân tham gia thi công cọc khoan nhồi làm chủ công nghệ.

Dựa trên cơ sở phương pháp và thiết bị máy khoan, tuỳ theo từng vị trí cụ thể của cọc mà

phải chuẩn bị mặt bằng để lắp đặt máy khoan. Khi khả năng chịu tải của đất nền không đảm

bảo để đặt máy và thiết bị thi công có thể chọn giải pháp gia cố nền đất sau:

- Dùng xe ủi san và nén chặt đất.

- Đào bỏ lớp đất yếu thay đất tốt.

- Gia cố đất bằng vôi hoặc xi măng v.v..

- Lát mặt bằng tà vẹt, ván dầy bằng gỗ hoặc lát bằng thép tấm, thép hình.

- Khi kê bằng thép tấm cần chống trượt và xoay chân chống máy khoan.

Đối với các máy khoan gầu xoay dùng để thi công trên cạn, máy cơ bản (bộ phận chính của

máy) phải được đặt trên các tấm tôn dày 20mm. Các chân máy phải được kê cứng và cân bằng

để khi khoan không bị nghiêng hoặc di động.

d. Định vị tim cọc

Việc định vị được tiến hành trong thời gian dựng ống vách. ở đây có thể nhận thấy ống

vách có tác dụng đầu tiên là đảm bảo cố định vị trí của cọc. Trong quá trình lấy đất ra khỏi

lòng cọc, cần khoan sẽ được đưa ra vào liên tục nên tác dụng thứ hai của ống vách là đảm bảo

cho thành lỗ khoan phía trên không bị sập, do đó cọc sẽ không bị lệch khỏi vị trí. Mặt khác,

quá trình thi công trên công trường có nhiều thiết bị, ống vách nhô một phần lên mặt đất sẽ có

tác dụng bảo vệ hố cọc, đồng thời là sàn thao tác cho công đoạn tiếp theo.

Định vị cọc trên mặt bằng cần dựa vào các mốc. Toạ độ chuẩn được xác định và xây dựng

trước. Vị trí, kích thước và cao độ chân ống vách phải được định vị và hạ đúng theo bản vẽ

mặt bằng bố trí móng.



Hố khoan và tim cọc được định vị trong quá trình hạ ống chống. Tim cọc được xác định

bằng hai tim mốc kiểm tra A và B (hình 9.3) vuông góc với nhau và đều cách tim cọc một

khoảng cách bằng nhau. (Xác định theo mục 3. TCXD 197:1997)

Hình 9.3 Sơ đồ bố trí định vị lỗ khoan

e. Khoan dẫn hướng

Khoan dẫn hướng trước 1m để loại bỏ lớp đất đắp, đồng thời tạo ra độ xốp và sự đồng nhất

cho đất để dễ dàng hạ ống vách.

f. Lắp đặt ống vách

Khi lắp đặt ống vách ở trên cạn. Công tác đo đạt định vị thực hiện bằng máy kinh vĩ và

thước thép. Dùng cần cẩu để lắp đặt, cần phải đặt ống vách cao hơn mặt đất hiện tại tối thiểu

0,3m.

Khi định vị, phải kiểm tra xem ống vách đã nằm đúng vào vị trí của cọc chưa, nếu bị sai

lệch phải lắp “bàn thao tác” để điều chỉnh lại.

Sau khi định vị xong vị trí tim cọc, quá trình hạ ống vách được thực hiện bằng thiết bị rung.

Đường kính ống D = 0.8m. Máy rung kẹp chặt vào thành ống và từ từ ấn xuống. Khả năng

chịu cắt của đất sẽ giảm đi do sự rung động của thành ống vách. Ống vách được hạ xuống độ

sâu thiết kế. Trong quá trình hạ ống, việc kiểm tra độ thẳng đứng được thực hiện liên tục bằng

cách điều chỉnh vị trí của máy rung thông qua cẩu.

g. Khoan cọc đến độ cao thiết kế

Đo đạt trong quá trình khoan



Mục tiêu của công tác đo đạt trong khi khoan nhằm đạt được các mục tiêu sau:

- Định vị chính xác vị trí khoan;

- Theo dõi chiều dày lớp địa chất của lỗ khoan;

- Xác định vị trí, cao độ đầu khoan.

Định vị tim đầu khoan hoặc tim ống vách bằng các thiết bị đo đạt công trình, theo các cọc

mốc đã được xây dựng từ trước. Trong quá trình khoan phải theo dõi tim cọc bằng máy kinh

vĩ, đo đạt độ sâu lỗ khoan, đồng thời phải luôn quan sát và ghi chép sự thay đổi ác lớp địa chất

qua mùn khoan lấy ra.

Hàm lượng dung dịch Bentonite trong quá trình khoan

Sử dụng dung dịch vữa sét (Bentonite) để giữ thành vách, cần bù phụ dung dịch liên tục

trong quá trình khoan, ngừng khoan hoặc đổ bê tông. Không được để cao độ dung dịch trong

lỗ khoan hạ xuống dưới mức qui định gây sụt lỡ vách.

Cao độ dung dịch khoan giữ ổn định thành vách phải cao hơn mực nước ngầm hoặc mực

nước mặt hơn 2m. Tại những nơi nước ngầm hoặc có áp lực ngang khác cần phải tính toán kỹ

để quyết định cao độ này.

Tỉ lệ pha dung dịch Bentonite theo đúng yêu cầu của nhà sản xuất và đúng điều kiện địa

chất công trình đang xây dựng.

Dung dịch Bentonite trước khi dùng để khoan cần có các chỉ số sau:

- Tỉ trọng: 1,05 - 1,15g/cm3.

- Độ nhớt: 35 - 45giây.

- Hàm lượng cát: < 6%.

- Độ pH: 7 - 9

Sử dụng lại dung dịch vữa sét:

- Qua việc kiểm tra và điều chỉnh đúng qui định, dung dịch vữa sét có thể tái sử dụng

nhiều lần trong thời gian thi công. Nếu công tác kiểm tra, điều chỉnh được thực hiện đầy đủ

thì có thể sử dụng lại dung dịch vữa sét trong khoảng thời gian thi công công trình, nhưng

không được quá 6 tháng.



- Nếu dung dịch bị nhiễm xi măng không thể điều chỉnh bằng chất phân tán được nữa thì

phải loại bỏ.

Khi đưa mũi khoan lên để xả đất hoặc nối dài cần khoan phải rút từ từ. Tốc độ rút

khoan không được quá nhanh sẽ tạo hiệu ứng pít-tông trong lòng hố khoan, dễ gây sập

thành. Không được cho đầu khoan va chạm vào vách gây sụt lở.

Đất lấy lên được tháo dỡ,đổ vào nơi qui định và vận chuyển đi nơi khác.

h. Vét bùn đáy hố khoan

Công tác xử lý lắng cặn phải thực hiện trước khi đổ bê tông. Khi khoan cọc đến cao độ thiết

kế, không được để đọng bùn đất hoặc vữa sét ở đáy lỗ khoan làm giảm khả năng chịu tải của

cọc. Đối với mỗi cọc, sau khi khoan đều phải thực hiện việc xử lý lắng cặn kỹ lưỡng.

Đối với phương pháp khoan lỗ bằng gầu xoay: Sau khi khoan xong để yên 30 phút rồi dùng

gầu khoan có lá chắn đặc biệt để lấy cặn lắng lên.

i. Gia công lắp dựng lồng thép và ống siêu âm

Gia công ống thăm dò

Để kiểm tra không phá huỷ các cọc đã thi công xong, cần phải đặt trước các ống thăm dò

bằng thép có nắp đậy ở đáy, có kích thước phù hợp với phương pháp thăm dò trên suốt chiều

dài cọc: dùng ống 60 mm để thăm dò bằng siêu âm và ống 114 mm để khoan lấy mẫu bê tông

ở đáy hố khoan.

Các ống thăm dò được hàn trực tiếp lên vành đai hoặc dùng thanh thép hàn kẹp ống vào

đai.

Đối với các ống 114mm dùng để khoan mẫu phải đặt cao hơn chân lồng thép 1m và không

trùng vào vị trí cốt thép chủ.

Phải đặc biệt lưu ý đến vị trí của ống thăm dò tại mối nối các đoạn lồng cốt thép đảm bảo

cho ống chắc chắn, liên tục.

Gia công lồng cốt thép:

Địa điểm buộc khung cốt thép phải lựa chọn sao cho việc lắp dựng khung cốt thép được

thuận tiện, tốt nhất là được buộc ngay tại hiện trường. Do những thanh cốt thép để buộc khung

cốt thép tương đối dài nên việc vận chuyển phải dùng ô tô tải trọng lớn, khi bốc xếp phải dùng



cẩn cẩu di động. Ngoài ra khi cất giữ cốt thép phải phân loại nhãn hiệu, đường kính độ dài.

Thông thường buộc cốt thép ngay tại những vị trí gần hiện trường thi công sau đó lồng thép

đươc sắp xếp và bảo quản ở gần hiện trường, trước khi thả lồng thép vào lỗ lại phải dùng cần

cẩu bốc chuyển lại một lần nữa. Để cho những công việc này được thuận tiện ta phải có đủ

hiện trường thi công gồm có đường đi không trở ngại việc vận chuyển của ô tôvà cần cẩu.

Đảm bảo đường vận chuyển phải chịu đủ áp lực của các phương tiện vận chuyển.

Lồng thép chiếm một không gian khá lớn nên ta khi cất giữ nhiều thì phải xếp lên thành

đống, do vậy ta phải buộc thêm cốt thép gia cường. Nhưng nhằm tránh các sự cố xảy ra gây

biến dạng lồng thép tốt nhất ta ta chỉ xếp lên làm 2 tầng.

Lồng cốt thép phải gia công đảm bảo yêu cầu của thiết kế về: qui cách, chủng loại cốt thép,

phẩm cấp que hàn, qui cách mối hàn, độ dài đường hàn v.v..

Cốt thép được chế tạo sẵn tại nhà máy hoặc ở công trường và được hạ xuống hố khoan.

Lồng cốt thép phải được gia công đúng thiết kế. Các cốt dọc và ngang ghép thành lồng cốt

thép bằng cách buộc hoặc hàn. Các thanh cốt thép đặc biệt như: vòng đai giữ cỡ lắp dựng,

khung quay dựng lồng v.v.. phải được hàn với cốt thép chủ. Cốt thép dùng cho cọc phải là

thép chịu hàn.

- Cốt thép chủ:

Đường kính cốt thép theo chỉ định của đồ án thiết kế là 20 .

Số lượng cốt thép theo chỉ định của đồ án thiết kế 10 cây.

Chiều dài cốt thép chủ phụ thuộc vào đoạn chia. Lồng cốt thép phải chế tạo thành từng

đoạn căn cứ vào chiều dài tổng thể của cọc là 33.4m. Ta chia các đoạn là 11.7m bằng chiều dài

của 1 thanh thép trên thị trường.

- Cốt thép đai:

Đường kính vòng đai hay vòng lò xo của lồng cốt thép theo chỉ định của đồ án thiết kế. Khi

gia công cốt thép đai cần lưu ý những điểm sau:

Đường kính danh định của vòng thép đai là 10 (2x5 cm lớp bê tông bảo vệ) đối với các

cọc thi công không ống vách.

- Cốt đai gia cường



Để dễ dàng cho việc chế tạo lồng, cần phải sử dụng các cốt thép đặc biệt làm vòng đai lắp

dựng hoặc vòng cỡ. Đường kính vòng đai bằng đường kính cốt thép chủ 20 , khoảng cách

các vòng đai bằng 2.5 - 3m. Vòng đai phải đảm bảo độ cứng để có thể giữ vững lồng thép và

các ống thăm dò khuyết tật khi nâng chuyển. Vòng đai được nối kín bằng hàn chồng hoặc hàn

đối đầu.

Đối với những đoạn lồng thép phía trên đầu, cốt đai gia cường thường chế tạo vồng đôi để

đảm bảo khả năng cẩu lắp.

Đối với những đoạn lồng thép dưới đáy cọc, phải có 1 vòng cốt đai gia cường để những đầu

thép chủ không bị bung ra cắm vào thành vách trong quá trình cẩu lắp.

Thiết bị định tâm lồng thép

Khi lắp đặt lồng thép trong lỗ khoan, để định vị chính xác tâm và tránh sự va chạm của

lồng cốt thép vào thành vách, cần sử dụng các thiết bị định tâm lồng thép hoặc con đệm:

- Các con đệm bằng bê tông: Để đảm bảo tầng phòng hộ lồng cốt thép và định tâm lồng

thép có thể dùng các con đệm, hình tròn bằng xi măng. Để tránh sự thâm nhập của nước

gây ra gỉ cốt thép dọc, không được cố định con đệm trên cốt thép dọc. Nên hàn cố định con

đệm vào giữa 2 thanh cốt thép dọc cạnh nhau bằng một thanh thép nhỏ hoặc lồng trong cốt

đai trong quá trình gia công lồng thép.

Lắp dựng lồng thép và ống thăm dò

Khi hạ lồng cốt thép đến cao độ thiết kế phải treo lồng phía trên để khi đổ bê tông lồng cốt

thép không bị uống dọc và đâm thủng nền đất đáy lỗ khoan. Lồng cốt thép phải được giữ cách

đáy hố khoan 10cm.

Các bước cơ bản để lắp đặt và hạ các đoạn lồng cốt thép như sau:

- Hạ từ từ đoạn thứ nhất vào trong hố khoan cho đến cao độ đảm bảo thuận tiện cho việc

kết nối đốt tiếp theo.

- Giữ lồng cốt thép bằng giá đỡ chuyên dụng được chế tạo bằng cốt thép đường kính lớn

hoặc thép hình.

- Đưa đoạn tiếp theo và thực hiện công tác nối lồng cốt thép (hàn các thanh cốt dọc với

nhau hoặc nối buộc tại chỗ hay bắt nối bằng cóc hoặc nối bằng dây ép ống nối ).



- Nối các ống siêu âm và ống khoan lấy bằng cách hàn các ống với nhau, đổ nước vào

trong ống để kiểm tra độ kín của mối hàn.

- Tháo giá đỡ và hạ tiếp lồng cốt thép xuống.

- Lặp lại các thao tác trên đối với việc nối các đoạn tiếp theo cho đến đoạn cuối cùng.

- Kiểm tra cao độ phía trên của lồng cốt thép.

- Kiểm tra đáy lỗ khoan.

- Neo lồng cốt thép vào thành ống vách để lồng thép cách đáy hố khoan và khi đổ bê

tông lồng cốt thép không bị trồi lên.

j. Ống dẫn bê tông:

Yêu cầu kỹ thuật của ống đổ bê tông:

- Ống phải kín đủ chịu áp lực trong quá trình bơm bê tông, ống phải nhẵn cả bên trong

và bên ngoài, các mối nối ống không được lồi ra và móc vào lòng thép trong khi đỗ bê

tông.

- Mỗi đốt của ống nối dài khoảng 3 m, mối nối phải được cấu tạo để dễ tháo lắp (có ren

vuông, hoặc mối nối hình thang).

- Chiều dày thành ống tối thiểu là 8mm.

- Đường kính trong ống tối thiểu phải gấp 4 lần đường kính cốt liệu to nhất của hỗn hợp

bê tông.

- Đường kính ngoài của ống không được vượt quá 1 /2 đường kính danh định của cọc.

- Chiều dài ống căn cứ vào cao độ đáy lỗ khoan và cao độ sàn kẹp cổ ống để tính toán

quyết định. Thông thường đoạn mũi ống dẫn được bố trí bằng 1m ống đặc biệt.

Trình tự các bước lắp đặt ống dẫn vào lỗ khoan:

- Đánh dấu chiều cao ống.

- Lắp đặt hệ dầm kê kẹp cổ trên sàn cứng hoặc mặt ống vách. Dùng để cẩu lắp từng đoạn

ống dẫn vào lổ khoan theo tổ hợp đã được tính toán.



- Toàn bộ hệ thống ống dẫn được treo bằng kẹp cổ trên sàn kẹp phải đảm bảo ống thẳng

đứng.

- Ống dẫn có thể được rút lên hạ xuống bằng cần cẩu.

- Sau khi tổ hợp xong, dùng cẩu hạ mũi ống cách đáy lổ khoan 2m. Định vị ống dẫn

đúng tâm lỗ để khi thao tác ống không chạm vào lòng thép.

k. Thổi rửa

Hạ xong lồng cốt thép đo kiểm tra lại chiều sâu lỗ khoan và độ sạch của đáy lỗ khoan.

Cho tư vấn giám sát kiểm tra nếu thấy đáy lỗ khoan vẫn sạch thì cho đổ bê tông cọc.

Nếu thấy cát lắng ở đáy vượt quá giới hạn cho phép hoặc vách có hiện tượng bị sạt lở

thì tiến hành làm sạch đáy hố khoan bằng biện pháp thổi khí tuần hoàn dung dịch. Việc

thổi rửa được thực hiện bằng ống sắt D110 cho vào trong ống đổ bê tông kết hợp với

ống khí nén bằng cao su đường kính 45 mm. Áp lực khí nén thường được giữ ở mức 1,5

lần áp lực cột dung dịch tại đáy lỗ khoan và lưu lượng khí lớn hơn hoặc bằng 10

m3/phút. Bentonite lẫn mùn khoan ở đáy lỗ khoan bị áp lực khí nén đẩy lên trên ra

ngoài qua ống sắt D110.



Hình 9.4 Thổi rửa làm sạch đáy hố khoan

Kiểm tra độ sạch của đáy lỗ khoan bằng các dụng cụ sau:

- Thước đo sâu nghiệm thu chiều sâu.

- Kiểm tra độ nhớt: Đồng hồ bấm giây, ca đo thể tích dung dịch Bentonite.

- Kiểm tra độ lắng cát: Cốc lọc, ống thuỷ tinh.

- Kiểm tra độ pH: Giấy quỳ.

- Kiểm tra dung trọng: Tỉ trọng kế

Dung dịch tràn ra từ hố khoan được thu về thùng chứa bentonite. Cần bổ sung bentonite

mới trong quá trình thổi rửa tuần hoàn dung dịch để trước khi đổ bê tông dung dịch

bentonite thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật.

Sau khi làm sạch, lớp cặn còn lại dưới hố móng không được lớn hơn 5cm.

l. Công tác đổ bê tông cọc:

Sử dụng phương pháp di chuyển thẳng đứng ống dẫn để đổ bê tông cọc:



Trước khi đổ bê tông cọc khoan, hệ thống ống dẫn được hạ xuống cách đáy hố khoan 20

cm. Lắp phễu đổ vào đầu trên ống dẫn

Treo quả cầu đổ bê tông bằng dây thép 2 hoặc 3mm hoặc dây thừng. Quả cầu được đạt

thăng bằng trong ống dẫn tại vị trí dưới cổ phễu khoảng từ 20 đến 40 cm và phải tiếp xúc kín

khít với thành ống dẫn.

Dùng máy bơm rót dần bê tông vào cạnh phễu, không được rót trực tiếp bê tông lên cầu

làm lật cầu. Không được đổ vào cọc phần bê tông bôi trơn máy bơm.

Khi bê tông đầy phễu, thả sợi dây thép giữ cầu để bê tông ép cầu xuống và tiếp tục cấp bê

tông vào phễu.

Phải đổ bê tông với tốc độ chậm để không làm chuyển dịch lồng thép và tránh làm bê tông

bị phân tầng.

Trong quá trình đổ bê tông phải giữ ống dẫn luôn ngập vào trong bê tông tối thiểu là 2 m và

không vượt quá 5 m. Không được cho ống chuyển động ngang. Khi dịch chuyển ống thẳng

đứng phải tính toán xác định chính xác mũi của ống dẫn đảm bảo không được đưa mũi ống

dẫn bê tông sai với quy định của điều này. Tốc độ rút hạ ống khống chế khoảng 1,5 m / phút.

Bê tông tươi trước khi xả vào máy bơm phải được thí nghiệm bằng mắt và bằng cách đo độ

sụt. Độ sụt yêu cầu18 2cm

Nếu độ sụt không đảm bảo (thấp so với thiết kế) thì phải điều chỉnh nhưng không được cho

thêm nước vào vữa.

Trong quá trình đổ bê tông, nếu tắc ống, cấm không được lắc ống ngang, cấm dùng đòn

kim loại đập vào vách ống làm méo ống, phải sử dụng vồ gỗ để gõ hoặc dùng biện pháp kéo

lên hạ xuống nhanh để bê tông trong ống tụt ra. Khi xử lý tắc ống theo phương pháp này phải

xác định chính xác cao độ mặt bê tông và cao độ mũi ống dẫn để tránh rút ống sai với quy

định.

Trong khi đổ bê tông, phải đo đạt và ghi chép quan hệ giữa lượng bê tông và cao độ mặt bê

tông trong lỗ để kiểm tra tương đối đường kính trung bình và tình trạng thành vách của lỗ

khoan.

Cao độ cọc trên cùng của lớp bê tông đổ phải cao hơn cao độ thiết kế 1.0m để loại bỏ lớp

bê tông bẩn lẫn mùn khoan.

Thời gian đổ bê tông đảm bảo bê tông vẫn còn độ linh động, tránh làm phân tầng gây ảnh

hưởng đến chất lượng bê tông cọc.



Để bơm bê tông vào ống đổ bê tông nhà thầu sử dụng các xe chở bê tông thương phẩm lùi

vào vị trí cọc cần đổ bê tông trút bê tông vào phễu đổ bê tông, các xe bê tông này khi lùi vào

đổ bê tông đi trên đường nhà thầu chọn rải trạt hoặc lót ván thép đảm bảo an toàn cho xe bê

tông.

m. Rút ống vách

Đổ bê tông xong thì rút ống vách lên.

Cắt hết liên kết giữa ống vách và cốt thép, tránh hiện tượng cốt thép bị kéo theo ống. Phải

kéo ống thẳng đứng tránh ảnh hưởng tới phần bê tông phía trên cọc, gây sai lệch vị trí đầu cọc

ảnh hưởng đến chất lượng cọc.

n. Thu dọn mặt bằng và bảo quản cọc

Bê tông đổ xong phải tiến hành thu dọn mặt bằng, di chuyển thiết bị, vật tư đến vị trí cọc

tiếp theo.

Các cọc mới đổ phải được đánh dấu, đóng cọc gỗ xung quanh, lấp cát đầy tới cốt thiên

nhiên để bảo vệ, tránh người và xe máy qua lại.

9.4. CÔNG TÁC KIỂM TRA, NGHIỆM THU

9.4.1. Yêu cầu chung:

Việc kiểm tra, giám sát chất lượng và nghiệm thu cọc khoan nhồi phải được thực hiện tại

hiện trường và phải căn cứ vào kết quả thí nghiệm của các phòng thí nghiệm hợp chuẩn.

Các dụng cụ, thiết bị kiểm tra chất lượng thi công cọc phải đảm bảo độ chính xác, tin cậy.

Các hồ sơ, tài liệu nghiệm thu, các kết quả thí nghiệm v.v… phải có đầy đủ và đảm bảo chính

xác.

Các cán bộ kỹ thuật, các thí nghiệm viên làm công tác thí nghiệm, kiểm tra, giám sát và

nghiệm thu kỹ thuật chất lượng phải có đủ trình độ chuyên môn và được đào tạo, hướng dẫn

công nghệ thi công cọc khoan nhồi.

9.4.2. Kiểm tra công tác khoan tạo lỗ:

Trong quá trình khoan cọc cần kiểm tra các thông số về số lỗ khoan theo Bảng 9.1 sau đây:



Bảng 9.1. Kiểm tra lỗ khoan

TT Thông số kiểm tra

Phương pháp kiểm tra

1 Tình

trạng lỗ - Kiểm tra bằng mắt và đèn dọi - Dùng phương pháp siêu âm hoặc camera ghi chụp thành lỗ khoan

2 Độ thẳng đứng và độ sâu

- So sánh khối lượng đất lấy lên với thể tích hình học của cọc - Theo lượng dung dịch giữ thành vách - Theo chiều dài cần khoan - Dùng quả dọi - Máy đo độ nghiêng, phương pháp siêu âm

3 Kích

thước lỗ

- Mẫu, calip, thước xếp mở và tự ghi độ lớn nhỏ của đường kính - Theo đường kính ống vách - Theo độ mở của cánh mũi khoan khi mở rộng đáy

4

Tình trạng đáy lỗ khoan và độ sâu của mũi

cọc

- Lấy mẫu và so sánh với đất, đá lúc khoan. Đo độ sâu trong khoảng thời gian không nhỏ hơn 4 giờ - Độ sạch của nước thổi rữa - Dùng phương pháp thả quả rơi hoặc xuyên động - Phương pháp điện (điện trở, điện rung v.v…)

Trước khi đổ bêtông cần phải thực hiện kiểm tra lỗ cọc theo các thông số ở Bảng 9.1 và lập

thành biên bản để làm căn cứ nghiệm thu.

9.4.3. Kiểm tra chất lượng bê tông cọc:

Phương pháp khoan kiểm tra tiếp xúc đáy cọc với đất tiến hành trong ống đặt sẵn, đường

kính 114mm cao hơn mũi cọc 1-2m. Nếu cọc tựa vào cuội sỏi hòn lớn có thể xảy ra hiện tượng

mất nước xi măng ở phần tiếp xúc đáy cọc và cuội sỏi, cho nên đánh giá chất lượng bê tông

cần xem xét cẩn trọng.

9.4.4. Kiểm tra cặn lắng trong lỗ:

Công tác kiểm tra cặn lắng trong lỗ phải thực hiện ngay sau khi kết thúc việc tạo lỗ và xử lý

lắng cặn. Trước khi đổ bê tông phải đo lại cao độ đáy lỗ khoan, chiều dày của lớp cặn lắng

xuống dưới đáy lỗ (nếu còn) phải ghi vào nhật ký khoan lỗ và không được vượt quá quy định

trong Bảng 9.2.

Bảng 9.2. Chiều dày cặn lắng đáy hố khoan

TT Loại cọc Sai số cho phép

1 Cọc chống h ≤ 5 cm



2 Cọc chống + ma sát h ≤ 10 cm

3 Cọc ma sát h ≤ 20cm

9.4.5. Kiểm tra chất lượng dung dịch khoan:

Trước khi đổ bê tông, khối lượng riêng của dung dịch trong khoảng 50cm kể từ đáy lỗ

khoan phải nhỏ hơn 1,25, hàm lượng cát ≤ 8%, độ nhớt ≤ 28s. Dung dịch vữa sét dùng để thi

công cọc khoan nhồi phải có các chỉ tiêu kỹ thuật ban đầu phù hợp với các quy định trong

Bảng 9.3.

Bảng 9.3. Chỉ tiêu tính năng ban đầu của dung dịch Bentonite

Tên các chỉ tiêu Yêu cầu Phương pháp kiểm tra

1. Khối lượng riêng Từ 1,05 – 1,15 Tỷ trọng dung dịch sét hoặc Bomeke

2. Độ nhớt Từ 18 – 45 sec Phương pháp phễu 500/700cc

3. Hàm lượng cát < 6%

4. Tỷ lệ keo > 95% Phương pháp đong cốc

5. Lượng mất nước < 30 cc/30 phút Dụng cụ đo độ mất nước

6. Độ dày của áo sét Từ 1-3 mm/ 30 phút Dụng cụ đo độ mất nước

7. Lực cắt tĩnh 1 phút: 20-30 mg/cm2

10 phút: 50-100 mg/cm2 Lực kế cắt tĩnh

8. Tính ổn định < 0,03 g/cm2

9. Trị số pH Từ 7-9 Giấy thử pH

9.4.6. Kiểm tra sức chịu tải của cọc:

Để đảm bảo chính xác sức chịu tải giới hạn của cọc đơn phải căn cứ vào tính chất trọng yếu

và cấp của công trình, điều kiện thực tế địa chất công trình, yêu cầu thiết kế và tình hình thi

công công trình mà tổ chức thử tĩnh hoặc thử động có đủ độ tin cậy cho cọc đơn và lưu ý

những điểm sau:

Khi không thể tiến hành nén tĩnh cọc đơn đến tải trọng giới hạn thì cơ quan tư vấn thiết kế

phải quy định tải trọng nén tối thiểu lên cọc theo quy định của tiêu chuẩn thử tĩnh cọc.

Việc lựa chọn phương pháp thử tĩnh cọc đơn phải dựa trên các tiêu chuẩn do cơ quan tư vấn

thiết kế yêu cầu với sự chấp nhận của chủ đầu tư.



Khi rơi vào một trong các trường hợp sau đây thì phải thử nén tĩnh cọc đơn theo phương

thẳng đứng:

- Móng cọc của công trình quan trọng.

- Trước khi thi công cọc của công trình chưa thực hiện thử tĩnh cọc đơn mà có một trong

các trường hợp sau đây: Điều kiện địa chất phức tạp; Độ tin cậy về chất lượng thi công cọc

thấp; Móng cọc của công trình ít quan trọng nhưng có số lượng hơn 30 cọc.

- Công trình móng cọc chịu tác dụng của lực kéo hoặc lực nén ngang lớn theo quy định

của tiêu chuẩn xây dựng TCXD 88: 1982 “Cọc- Phương pháp thí nghiệm hiện trường” phải

thực hiện công tác thử tĩnh.

- Số lượng cọc cần thử thông thường lấy 2% tổng số cọc nhưng không ít hơn 3 cọc, đối

với công trình có tổng số cọc dưới 50 cọc thì phải thí nghiệm 2 cọc.

Có thể áp dụng kiểm tra sức chịu tải thẳng đứng cọc đơn bằng phương pháp thử động có đủ

độ tin cậy. Khi rơi vào một trong các trường hợp sau đây thì phải kiểm tra thử tải cọc bằng

phương pháp thử động:

- Móng của công trình quan trọng mà không có khả năng thực hiện thử nén tĩnh cọc đơn.

- Kiểm tra bổ sung cho việc thử cọc bằng nén tĩnh.

- Móng cọc của công trình thông thường, ít quan trọng và được cơ quan tư vấn thiết kế

yêu cầu.

- Số lượng cọc cẩn phải thử động do cơ quan tư vấn thiết kế yêu cầu thông thường lấy

4% tổng số cọc nhưng không ít hơn 5 cọc.

Những điểm cần lưu ý đối với phương pháp thử động như sau:

- Phương pháp biến dạng lớn (PDA) thường được dùng trong thử động cho cọc. Khi thử

động phải có đầy đủ các loại thiết bị đo đạc như: đo được độ chối; độ chối đàn hồi, v.v…

Việc thử động theo phương pháp hiện đại phải do những kỹ sư có trình độ và kinh nghiệm

thực tế thực hiện.

- Kết quả của phương pháp thử động được xem là tin cậy nếu nó được so sánh đối chứng

với kết quả thử nén tĩnh cọc trong điều kiện địa chất công trình tương tự và không được sai



lệch nhau quá, sau đó dùng phương pháp động để kiểm tra với số lượng lớn cọc đã thi

công.

9.5. CÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN KHI THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Phải tiến hành tổ chức hướng dẫn công nghệ cũng như hướng dẫn bảo đảm an toàn cho mọi

người làm việc trong công trường thi công cọc khoan nhồi. Người công nhân phải có đầy đủ

các dụng cụ bảo hộ lao động cần thiết như: mũ, giầy, găng tay, mặt nạ phòng hộ v.v.. để làm

việc, nếu thiếu thiết bị bảo hộ lao động không được vào công trường. Phải bố trí người có

trách nhiệm làm công tác an toàn. Tất cả mọi người phải tuân theo lệnh của người chỉ huy

chung.

Trước khi thi công cọc phải nắm đầy đủ các thông tin về khí tượng thuỷ văn tại khu vực thi

công, không được đổ bê tông khi trời mưa và khi có gió trên cấp 5.

Các sàn công tác dành cho người làm việc, đường đi lại trên hệ nổi phải lát ván, bố trí lan

can và lưới an toàn tại những chỗ cần thiết, ban đêm phải bố trí ánh sáng đầy đủ. Các vị trí

nguy hiểm phải có biển báo hiệu và có người canh gác. Phải dùng nắp đậy lỗ khi ngừng

khoan.

Trong quá trình thi công, mọi người phải làm việc đúng vị trí của mình, tập trung tư tưởng

để điều khiển máy móc thiết bị. Những người không có phận sự cấm không được đi lại trong

công trường.

Tất cả các máy móc vận hành phải tuyệt đối tuân theo qui trình thao tác và an toàn hiện

hành. Hệ thống điện ở hiện trường phải bố trí hợp lý, nghiêm chỉnh chấp hành các qui định an

toàn sử dụng điện. Phải có công nhân chuyên môn phụ trách hệ thống điện.

Khi gặp sự cố như chất lượng bê tông không đảm bảo, khi tắc ống phải báo cáo ngay chỉ

huy khu vực để xử lý và chỉ xử lý theo lệnh của người chỉ huy chung.

Phải tuân thủ mọi qui trình an toàn lao động hiện hành có liên quan.



CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ THI CÔNG ĐÀO ĐẤT

10.1. THI CÔNG ÉP CỪ LARSSEN:

10.1.1. Lựa chọn phương án đóng cừ:

Công trình có thi công phần ngầm, do mặt bằng bị giới hạn bởi các lô khác của chung cư

và đường đi lại xung quanh nên phải chống vách trước khi đào đất.

Sử dụng cừ Larssen của hãng JFE.

Vì độ sâu cần đào đất là tương đối lớn 3.9m (gồm tầng hầm 1.8m và hố móng 2.1m) nên

chọn phương án đóng cừ Larssen và đóng bao quanh toàn bộ công trình. Tổng chiều dài cừ

cần phải đóng là 160 m.

Khi đào đất hố móng cần giữ tường đất của chúng ổn định, không bị sụt lỡ, gây ra tai nạn.

Muốn vậy ta phải có biện pháp chống vách đất hoặc đào mái dốc thoải.

Phương pháp đào hố có mái dốc thoải làm tăng khối lượng công tác đất tăng lên nhiều cả

trong khi đào đất lẫn khi lấp đất lại.

Ngoài ra vì lớp đất ở phía trên cùng là lớp đất yếu (sét và đất đắp) nên nếu ta dùng biện

pháp đào đất có mái dốc thì khối lượng đất sẽ tăng lên rất nhiều vì hệ số mái dốc cho phép khi

đào hố móng đối với loại đất này nhỏ. Cụ thể ta có thể tính toán sơ bộ khối lượng đất tăng lên

khi chon phương pháp đào mái dốc:

Đối với các lớp đất ở khu vực cần đào -1.8m so với mặt đất tự nhiên là đất đắp.

Hệ số mái dốc cho phép khi đào hố móng: m = B/H = 1: 1 (với H=1.8m)

Vậy ở mỗi phía của móng ta phải đào rộng hơn so với biên pháp đóng tường cừ là:

1 1.81.8

1B m

Tổng khối lượng đất đào tăng lên (tính gần đúng) như sau:

Wđ = (1/2 x 1.8 x 1.8) x 160 = 259.2 m3.

Ở đây chọn phương án cừ Larssen vì những lý do sau:

Ta cần đào đất đến độ sâu –3.9m (so với mặt đất tự nhiên) nên ta cần một tường cừ khoẻ và

không để cho đất lọt qua.

Với độ sâu này thì có thể khi dùng tường cừ bằng thép thì không cần những thanh chống

xiên, thanh ngang hay thanh đứng – gây cản trở các công tác thi công ở dưới hố móng.



Tường cừ thép ngăn được nước thấm qua vì khi nước luồn qua các khe trong móc nối cừ

phải chạy vòng vèo và để lắng lại những hạt đất nhỏ nhất, sau một thời gian những hạt đất này

sẽ bịt kín móc nối, không để nước thấm qua được.

Ván cừ đang được sử dụng phổ biến và mức độ luân lưu cao nên hiệu quả kinh tế rất cao

mặc dù giá thành ban đầu hơi cao.

10.1.2. Tính toán chiều dài và đặc trưng hình học cừ:

a. Tính áp lực đất tác dụng lên tường cừ :

Tường cừ được đóng qua các lớp đất :

Lớp 1: đất san lắp, sét màu xám vàng. Độ sâu đáy lớp: 0.7m, không tiến hành lấy mẫu

thí nghiệm ở lớp này nên có thể giả thiết:

- Trọng lượng riêng : γ = 20 kN/m3

- Góc ma sát trong : φ = 0o

- Lực dính : c = 0 kN/m2

Lớp 2 : sét pha, màu nâu vàng, dẻo cứng. Độ sâu từ 0.7m – 9.0m :

- Bề dày: 8,3m

- Trọng lượng riêng : γ = 20 kN/m3

- Góc ma sát trong : φ = 15o58’

- Lực dính : c = 17.85 kN/m2

- Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên : 9m

Hệ số áp lực ngang của đất :

Giả thiết mặt đất nằm ngang, lưng tường xem như phẳng, thẳng đứng. Nên hệ số áp lực áp

lực ngang chủ động và bị động tính theo lý thuyết Rankin là khả áp.

- Lớp 1 : φ = 0o → Ka1 = tg2(45o – 2

) = 1

- Lớp 2 : φ = 15o58’ → Ka2 = tg2(45o – 2

) = 0,568



Kp2 = tg2(45o + 2

) = 1,76

Trong đó : Ka – Hệ số áp lực chủ động

Kp – Hệ số áp lực bị động

Áp lực ngang chủ động của đất sau tường:

Tại độ sâu z1 = 0,7m phía trên :

21 1 1 1. 20 0.7 1=14 kN / mz Ka

Tại độ sâu z2 = 3,8m :

σ2 = �1 + 2 2 1 2( )z z Ka = 14 + 20 × (3.8 – 0.7) × 0.568 = 49.22 (kN/m2)

Áp lực do ảnh hưởng của lực dính là :

o 215 58'2 (45 ) –2 17.85 tg(45 ) 26.92 kN.m

2 2

ooc tg



Hình 10.1 Biểu đồ áp lực ngang của đất lên tường

Do ảnh hưởng của lực dính lớn nên biểu đồ áp lực đất sẽ có một phần bị âm.Vậy áp lực

thẳng đứng tính tới cao trình đáy móng (cao trình -3,8m) sau lưng tường là :

qo = �2 2 . (45 )2

oc tg

= 49.22 – 26.92 = 22.3 (kN/m2)

Cường độ áp lực đất sẽ bằng 0 tại vị trí cách điểm E một khoảng L’2 :

' 22

3.1 22.32.57( )

2 17.85 (45 15 58 / 2)2 (45 )2

oo o

o

L qL m

tgc tg

Tính tổng áp lực P sau lưng tường từ cao trình mặt đất tự nhiên đến cao trình mặt đất trước

tường (tính trên 1m tới):



1 1 1

1 1P 14 0.7 4.9 kN

2 2L

2 2

1 1P 22.3 2.57 28.65 kN

2 2oq L

=> P = P1 + P2 = 4,9 + 28,65 = 33.55 (kN)

Điểm đặt hợp lực P so với điểm E (mặt đất bên dưới, trước tường) là :

1 1 2 2 mP z P z

zP

Trong đó :

z1 – Điểm đặt lực P1 so với mặt đất trước tường ; z1 = 1 2

1

3L L = 3.33m

z2 - Điểm đặt lực P2 so với mặt đất trước tường ; z2 = 2

1

3L = 0.857m

=> z = 4.9 3.33 28.65 0.857

33.55

= 1.22 (m)

b. Tính độ sâu đóng cừ ngàm vào trong đất D :

Bằng cách cân bằng moment tại điểm B, ta được phương trình theo D:

D2(4c – qo) – 2.D.P - ( 12 . )

2o

P P c z

q c

= 0

2 33.55(33.55 12 17.85 1.22)(4 17.85 22.3) 2 33.55 0

22.3 2 17.85D D

249.1 67.1 170.57 0D D

=> D = 2.67 (m)

Để xét sự thay đổi phức tạp của nền đất tại mút dưới B, ta thiết kế Dtk:

Dtk = (1.2 ÷ 1.4)D = (3.2 ÷ 3.74) m

Vậy chiều dài cừ thép L = Dtk + 3.8 = 7 ÷ 7.54 m

Vậy chọn cừ Larsen (hãng JFE) có chiều dài 7.5m.

c. Chọn tiết cừ

Tính moment cực đại:

Áp lực ròng : σ6 = 4c – qo = 4 × 17.85 – 22.3 = 49.1 (kN/m2)

�7 = 4c + qo = 4 × 28.2 + 1 = 93.7(kN/m2)



Vị trí có lực cắt triệt tiêu cách E một khoảng z’ là :

6

33.55 0.68 m

49.1

PZ

Và momemt uốn nằm trong khoảng : L1 + L2 < Z < L1 + L2 + L3

Khi đó moment sẽ đạt cực đại và có giá trị là :

Mmax =P(z’ + z – 2

6 '

2

z = 33.55× (0.68 + 1.22) –

249.1 0.68

2

= 52.4 (kN.m)

Chọn cừ Larsen thép có: [σ] = 210 MPa

Moment chống uốn yêu cầu tối thiểu là:

4 3max 52.4W 2.495 10 m / m

[ ] 210000

M

Tiết diện cừ thép chọn loại cừ tiết diện chữ U mã hiệu JFESP-2 của hãng JFE – Nhật Bản

như sau:

Hình 10.2 Mặt cắt cừ thép Larsen

Hình 10.3 Kích thước cừ Larsen

JFESP -2 có thông số kỹ thuật :



w = 600 mm;

h = 100 mm;

t = 10.5 mm;

Trọng lượng cừ dài 7,5m: 360 kg

Moment chống uốn trên 1m dài:

W = 874×10-6 (m3/m)

Hình 10.4 Sai số cho phép khi thi công cừ

Hình 10.5 Các loại cừ góc và cừ nối tiếp

10.2. THI CÔNG ĐÀO ĐẤT:

10.2.1. Tính toán khối lượng đất đào:

Vì phần đất đào để thi công phần móng tương đối sâu là -3.90m, mặt bằng thi công rộng và

căn cứ vào bản vẽ kiến trúc công trình nên ta chia làm 2 đợt để đào.

a. Đợt 1: Từ cao trình -1.2m đến cao trình -3.0m (tầng hầm).

Sau khi đóng cừ Larssen, ta tiến hành đào đất đợt 1.

Dùng 2 máy đào gầu nghịch hiệu Hitachi ZX 230

Đào từ trục D lui về trục A, 2 máy đào song song trong hai đoạn:



+ Đoạn 1: từ trục 1 đến giữa trục 4

+ Đoạn 2: từ giữa trục 4 đến trục 8

Phương pháp đào: đào dọc đổ bên, máy đào di chuyển theo dạng hình chữ chi.

Khối lượng đất phải đào trong đợt này tính theo công thức:

3( )V B L H m

Bảng 10.1. Khối lượng đào đất đợt I

Đoạn Kích thước Thể tích

V (m3) Tổng V

(m3) B (m) L (m) H (m) 1 24.8 30 1.8 1339.2

2678.4 2 24.8 30 1.8 1339.2

Khi đào đất trong đợt này phải chú ý chừa lại phần đường cho xe ô tô vận chuyển đất di

chuyển trong đợt II. (đào đất trong khu vực đó với độ dốc 13% - xem trong bản vẽ thi công

đào đất)

b. Đợt 2: Từ cao trình -3.0m đến cao trình -5.1m (đài móng).

Sau khi kết thúc đào đất đợt I ta tiến hành đào đất đợt II

Dùng 3 máy đào gầu nghịch hiệu Hitachi ZX 230

Đào từ trục D lui về trục A, máy đào trái sang phải:



Phương pháp đào: đào dọc đổ bên, máy đào di chuyển theo các đường rãnh song song.

Thi công đào đất:

Khối lượng đất phải đào trong đợt này tính theo công thiức:

. ( ).( ) . )

6

HV a b a c b d c d

Hay 1 2 .2

F FV L

(tuỳ thuộc vào dạng hình thể của khối đất đào, đắp).

Trong đó:

a,b: Chiều rộng và chiều dài mặt đáy

c,d: Chiều rộng và chiều dài mặt trên

H: chiều sâu hố đào



Hệ số mái dốc m = 0.5 (tra bảng theo đất cấp II)

Khoảng không lưu lấy là 1m.

Vậy:

a = Bm + 2, b = Lm +2

c = a + 2.m.H, d = b+ 2.m.H

(Với Bm, Lm là chiều rộng và chiều dài của đài móng)

Kích thước móng M1 (16 móng)

As = 9.05 m2

a = Bm + 2 = 3.4 + 2 = 5.4 m.

b = Lm + 2 = 3.6 + 2 = 5.6 m.

c = a + 2 x m x H = 5.4 + 2 x 0.5 x 2.1 = 7.5 m.

d = b + 2 x m x H = 5.6 + 2 x 0.5 x 2.1 = 7.7 m.


As = 10.24 m2

a = Bm + 2 = 3.2 + 2 = 5.2 m.

b = Lm + 2 = 3.2 + 2 = 5.2 m.

c = a + 2 x m x H = 5.2 + 2 x 0.5 x 2.1 = 7.3 m.

d = b + 2 x m x H = 5.2 + 2 x 0.5 x 2.1 = 7.3 m.


As = 53.76 m2

a = Bm + 2 = 9.6 + 2 = 11.6 m.

b = Lm + 2 = 5.6 + 2 = 7.6 m.

c = a + 2 x m x H = 11.6 + 2 x 0.5 x 2.1 = 13.7 m.

d = b + 2 x m x H = 7.6 + 2 x 0.5 x 2.1 = 9.8 m.


As = 38.4 m2

a = Bm + 2 = 8.0 + 2 = 10.0 m.

b = Lm + 2 = 4.8 + 2 = 6.8 m.

c = a + 2 x m x H = 10.0 + 2 x 0.5 x 2.1 = 12.1 m.



d = b + 2 x m x H = 6.8 + 2 x 0.5 x 2.1 = 8.9 m.

Do thể tích đào của các hố móng trùng lấp lên nhau nên ta đào toàn bộ khu vực công trình.

Khối lượng đất phải đào trong đợt II tính theo công thức:

3( )V B L H m

Bảng 11.2 Khối lượng đào đất đợt II

Đoạn Kích thước Thể tích

V (m3) Tổng V

(m3) B (m) L (m) H (m) 1 24.8 30 2.1 1562.4

3124.8 2 24.8 30 2.1 1562.4

Trong đó 80% đào bằng cơ giới (đào máy), 20% đào thủ công.

Như vậy trong đợt II này thì:

Vmáy = 80% x V = 0.8 x 3124.8 = 2499.84 m3

Vthủ công = 20% x V = 0.2 x 3124.8 = 624.96 m3

Khối lượng đất lấp lại, với hệ số tơi xốp cuối cùng bằng 1.03 như sau:

'3( )

1.03

V VV m

Trong đó:

V: Tổng thể tích đất đào (máy và thủ công)

V’= (9.05 x 16 + 10 x 10.24 + 53.76 +4 x 38.4) + 0.2 x 23.6 x 44.4 = 664.13

m3: Thể tích chiếm chỗ của đài cọc và sàn tầng hầm.

'33124.8 664.13

2389( )1.03 1.03

V VV m

Khối lượng đất thừa cần chuyển đi:

V’’’ = V – V’’ = 3124.8 - 2389 = 735.8(m3)

10.2.2. Lựa chọn và tính toán máy phục vụ thi công đất:

a. Máy đào đất:

“Bề rộng khoang đào về lý thuyết có thể mở rộng tối đa tới 2 lần bán kính đào lớn

nhất Rmax, khi quay máy đào 900 sang cả hai bên. Tuy nhiên, việc đào với khoang đào rộng tối

đa như vậy làm mất ổn định cho vùng nền đất tại vị trí máy đứng, có thể làm máy lật xuống hố

đào. Nên trong thực tế, kích thước khoang đào dọc của máy đào gầu nghịch Bkđ nên nằm trong



khoảng (1,42-1,73) Rmax”. “Bề rộng khoang đào dọc của máy đào gầu nghịch hợp lý nhất là

bằng 1,42Rmax” [Bách khoa toàn thư mở Wikipedia - http://vi.wikipedia.org/wiki/Máy_đào]

Chọn máy gầu nghịch hiệu Hitachi ZX 230. Số máy: 2 máy.

Các thông số của máy:

- Dung tích gầu: 0.8m3.

- Bán kính đào: 10.27m.

- Chiều cao đổ: 6.95 m.

- Chiều sâu đào: 6.95 m.

- Trọng lượng máy: 23 T.

b. Tính năng suất của máy đào:

Năng suất đào: 3( / )dck tg

t

kN q n K m h

k

Trong đó:

q = 0.80m3 ( dung tích gầu )

kđ = 1.15 ( hệ số đầy gầu phụ thuộc vào loại gầu, cấp và độ ẩm của đất. Với

đất cấp II(sét pha cát), ẩm (W = 5 30%) thì kđ = 1.11.2)

kt = 1.25 (hệ số tơi xốp của đất kt = 1.11.4 )

Ktg = 0.75 (hệ số sử dụng thời gian Ktg = 0.70.8)

nck = ckT

3600

Trong đó: Tck= tck.Kvt.Kquay: thời gian của một chu kỳ.

tck= 17s: thời gian của một chu kỳ khi góc quay =900, đổ đất tại bãi.

Kvt = 1.1: hệ số phụ thuộc vào điều kiện đổ đất lên thùng xe

Kquay = 1: hệ số phụ thuộc vào cần với.

Vậy Tck = 17 x 1.1 x 1 = 18.7 s

Số chu kỳ của máy trong một giờ: nck = 3600 / 18.7 = 192.51 (1/h)

Năng suất đào đất : N = 0.80 (1.15/1.25)192.510.75 = 106.27 m3/h.

Năng suất mỗi ca : Nca = 106.277 = 743.89 m3/ca.



Tính toán tương tự trên với trường hợp máy đào đất đổ đất thành đống (lúc đó kvt = 1), ta có

năng suất máy đào đất đổ đống là:

N = 0.80 x (1.15/1.25) x (3600/17) x 0.75 = 116.89 m3/h.

c. Tính thời gian thi công đất:

Thời gian thi công đợt I:

Đoạn 1: t = N

V =

1339.21.8

743.89ca , chọn 2 ngày.

Đoạn 2: t = N

V =

1339.21.8

743.89ca , chọn 2 ngày.

Thời gian đào đất đợt II:

Khối lượng đất đào trong đợt II:( Đài móng)

V = 3124.8 m3.

Để tính thời gian thi công theo các trục của công trình ta xem thể tích đào, lấp, chuyển đất

trong các trục thi công tỷ lệ với diện tích của mặt bằng đài cọc trong trục đó. Theo bản vẽ thi

công đào đất và bản vẽ thi công đài cọc ta chia thành 5 trục thi công cho đoạn tất cả các đoạn.

Kết quả tính toán cụ thể như sau:

Bố trí hướng đi của máy đào đất

(Xem bản vẽ thi công đào đất TC02)

Sau khi đào đất xong hố móng trong từng trục thi công đào đất ta tiến hành cho công nhân

đào bằng thủ công tại các vị trí đầu cọc và đào sâu thêm tại các vị trí hố móng 100mm để đổ

bê tông lót hố móng, rãnh thu nước và hố bơm. Đồng thời sửa lại đáy hố móng cho bằng

phẳng, đúng cao độ thiết kế. Tiếp theo là thi công lớp bê tông đá 4 x 6 lót đài cọc. Sau khi

công tác chuẩn bị hố móng xong thì bắt đầu thi công đài cọc.

d. Xe vận chuyển đất:

Đất được chuyển đi bằng ô tô hiệu CXZ46RI (hãng DEWOO), số lượng ô tô tuỳ thuộc vào

quãng đường vận chuyển. Tính toán cụ thể như sau:

Số lượng xe ô tô (m) tính bằng công thức:

( )

ch

Tm xe

t

Trong đó:



T: thời gian một chuyến xe, tính bằng phút, xác định như sau:

T = tch + tđv + td + tq (phút)

Với:

tch: thời gian chất hàng lên xe.

tđv: thời gian đi về của xe.

td: thời gian dở hàng khỏi xe lấy bằng 1 phút.

tq: thời gian quay xe lấy bằng 2 phút.

Thời gian chất hàng lên xe tch phụ thuộc vào số gầu đất n đầy một xe ô tô:

chke

Qn

..

(gầu)

. ..60 .60( út)ch

ch

n e k qt ph

N N

Trong đó:

Q: tải trọng xe (KN)

(kN/m3): dung trọng đất ở trạng thái nguyên thể.

e: dung tích hình học của gầu đào (m3)

q: dung tích xe ô tô (m3), tính theo đất nguyên thể và số gầu chẳn.

kch: hệ số chứa đất tơi của gầu.(kch = 0.85)

Thời gian đi về của xe tính bằng công thức:

2..60( út)dv

Lt ph

v

Trong đó:

L: đoạn đường vận chuyển (km)

v: vận tốc di chuyển trung bình của xe (km/h)

Khi máy đào đổ một phần đất đào lên xe ô tô để chở đi xa và đổ một phần đất còn lại thành

đống lên bờ hố đào để dành sau này lấp hố móng thì số lượng xe ô tô cần thiết tính bằng công

thức: m1 = .cht

T

Hệ số tính bằng công thức:

K

K



với xe

d

N

NK ,

xe

d

V

V

Trong đó:

Nd: năng suất máy đào khi đổ đất thành đống, m3/h

Nxe: năng suất máy đào khi đổ đất vào xe ô tô, m3/h

Vd: lượng đất mà máy đào đổ thành đống, m3

Vxe: lượng đất mà máy đào đổ vào xe ô tô, m3

Tính toán cụ thể như sau:

Thông số tính toán chung:

- Năng suất đào đất:

Khi đổ vào xe ô tô: N = 98.77 m3/h.

Khi đổ thành đống: N = 108.68 m3/h.

- Tải trọng xe: Q = 125 KN (12.5 tấn)

- Dung trọng đất nguyên thể: = 20 KN/m3.

- Hệ số chứa đất tơi: kch = 0.85

- Đoạn đường vận chuyển đất: L = 15 km.

- Vận tốc trung bình của xe: v = 40 km/h.

Đợt I:

Bảng 10.2 Số xe ô tô chở đất đợt I

n (gầu)

q (m3)

tch (phút)

tđv (phút)

T (phút)

m (xe)

9 6.12 4 45 52 13 Vậy tổng số xe cần phục vụ cho thi công đào đất đợt I là 26 xe.

Đợt II:

Bảng 10.3 Số xe ô tô chở đất đợt II

Vd

(m3) Vxe

(m3) K tch

(phút) tđv

(phút) T

(phút) m1

(xe) 3124.8 735.8 1.1 0.571 0.658 4 45 52 11



Vậy tổng số xe cần phục vụ cho thi công đào đất đợt II là 11 xe.

Sau khi đào xong đợt 1, ta tiến hành rãi đất sỏi để gia cường mặt đường cho ôtô di chuyển.

Đất có cấp phối đá dăm dày 20-30cm.

Đào đến đâu thì đào rãnh thu nước đến đó và dùng máy bơm bơm nước thoát đi đến bể

lắng rồi theo hệ thống thoát nước thành phố.



CHƯƠNG 11: THIẾT KẾ THI CÔNG ĐÀI CỌC

11.1. KỸ THUẬT CHUNG THI CÔNG

11.1.1. Đập đầu cọc:

Sau khi hoàn tất công việc thi công đào đất bằng cơ giới, tiến hành cho công nhân sữa lại

hố đào, kiểm tra và xác định lại cao độ hố móng và vị trí cọc ngàm vào đài. Phần đầu cọc sẽ

được sửa lại cho đến cao độ thiết kế. Kể từ đáy hố móng thì ta làm phẵng đầu cọc đến đáy hố

đào là 250 mm (gồm 100 mm lớp bê tông lót và 150 mm phần cọc ngàm vào đài). Sau đó đầm

chặt phần bê tông vỡ và đầm phẳng đáy móng.

Để đục bê tông đầu cọc ta dùng máy đục bê tông loại cầm tay. Yêu cầu sau khi đục xong

thì mặt bê tông phải tương đối bằng phẳng và cách mặt bê tông lót 15 cm và phải có cùng một

cao trình.

Hình 11.1 Sửa đáy hố móng bằng thủ công

Hình 11.2 Đập đầu cọc đến cao độ thiết kế

11.1.2. Đổ bê tông lót đài cọc:

Sau khi đã sửa xong hố móng, kiển tra tim cốt, chiều sâu hố móng, kích thước hố móng

đúng thiết kế thì ta tiến hành đổ bê tông lót đá 4x6 mác 100 dày 10cm, có diện tích lớn hơn đế

móng mỗi bên là 100mm. Trước khi thi công bê tông lót ta phải căng dây giới hạn mép móng

rồi mới xếp một lượt đá 4x6 xuống cùng với bê tông vỡ đầu cọc, dùng đầm bàn đầm sau đó đổ



vữa xi măng lên trên rồi gạt phẳng ra sau đó đầm lại. Cứ xếp đá và rãi vữa cho đến cao độ thiết

kế thì dừng lại. Bê tông lót yêu cầu phẳng đúng độ sâu thiết kế tạo điều kiện thuận lợi cho thi

công đài cọc sau này.

11.1.3. Công tác gia công và lắp dựng cốt thép đài cọc:

a. Các yêu cầu kỹ thuật của thép dùng trong xây dựng công trình:

Đúng chủng loại thiết kế. Bề mặt sạch, không dính dầu mỡ, bùn đất, vấy sắt và các lớp gỉ.

Khi làm sạch các thanh thép tiết diện có thể giảm nhưng không được vượt quá 2 . Để đảm

bảo cắt uốn chính xác cần kéo, uốn và nắn thẳng thanh thép trước khi gia công.

b. Biên pháp thi công và bảo quản:

Trước khi gia công cốt thép phải làm sạch cốt thép.

Khi cắt thép với số lượng lớn thì lấy một thanh thép làm chuẩn để cắt hàng loạt đến khi đủ

số thanh thép theo thiết kế (tránh sai số cộng dồn). Sau đó bó thành từng bó ghi rõ số lượng,

đường kính, kích thước thanh và đưa vào kho để bảo quản tránh gỉ sét. Để thuận lợi trong thi

công và tránh nhầm lẫn nên đánh số phù hợp với số hiệu thanh thép trong bản vẽ thi công.

c. Biện pháp lắp dựng:

Trước tiên xác định tim, cốt đáy móng theo hai phương. Sau đó tiến hành lắp dựng cốt thép

móng.

Cốt thép dưới đáy móng được buộc bằng dây thép 1mm theo kiểu nút hình nơ hoặc hình số

8 theo trình tự sau: Đầu tiên rải cốt thép theo phương chịu lực chính trước theo đúng khoảng

cách thiết kế. Sau đó rải tiếp lớp cốt thép tiếp theo theo phương vuông góc lên trên. Dùng liên

kết buộc để tổ hợp cốt thép thành lưới. Cách thức buộc cứ cách một thanh thì buộc một thanh,

các nút buộc so le và ngược chiều nhau. Cũng có thể thi công toàn bộ lồng thép trước ở trên

mặt đất sau đó dùng cần trục đưa xuống hố móng. Sau khi lắp dựng xong cốt thép móng ta

dùng các viên kê bê tông có chiều cao bằng phần nhô lên của đầu cọc (15cm) có gắn râu thép

để buộc vào các mắt lưới thép.

Cốt thép cổ cột cũng tiến hành lắp dựng tương tự theo nguyên tắc tương tự như trên. Cốt

thép chờ của cổ móng phải được buộc thành khung thông thường để cố định thép chờ chân

cột, trong phần đài cọc chỉ cần đặt ba cốt đai (một ở chân móng, một ở giữa, một ở cổ móng)



và trong trường hợp cần thiết có thể neo bốn thanh thép ở góc cột vào bốn góc ván khuôn đài

móng dể tránh bị xô lệch và biến dạng trong quá trình đổ và đầm bê tông móng.

Cốt thép được đặt vào đài kiểm tra lại vị trí, kích thước trước khi buộc cố định và ghép ván

khuôn. Thép đặt xong phải tiến hành nghiệm thu nếu phát hiện có sai sót phải tiến hành sửa

ngay trước khi đổ bê tông.

Một số yêu cầu khác của cốt thép xem kỹ trong phần thi công thân nhà.

11.1.4. Công tác gia công và lắp dựng ván khuôn:

Ván khuôn tạo nên hình dáng cáu kiện bê tông do vậy ván khuôn phải được gia công đúng

hình dáng kích thước yêu cầu và phải được lắp dựng canh chỉnh đúng tim cốt dọc ngang bằng

dây căng tim quả dọi và phải được kiểm tra bằng máy kinh vĩ.

Ván khuôn được lắp dựng sau khi lắp dựng xong cốt thép. Ván khuôn đài móng được cố

định bằng cọc gim xuống đất và chống vào đất (cần có miếng ván lót để tránh gây ứng suất lún

làm xê dịch ván khuôn khi đổ bê tông).

Ván khuôn của đài móng được gia công lắp dựng trứơc sau khi thi công xong bê tông đài

móng thì bắt đầu gia công lắp dựng ván khuôn cổ móng.

11.1.5. Thi công bê tông đài cọc:

a. Chọn thiết bị thi công:

Sau khi đã nghiệm thu xong ván khuôn và cốt thép thì ta tiến hành đổ bê tông. Vì khối

lượng đổ bê tông lớn nên ta sử dụng bê tông thương phẩm.

Chọn xe bơm bê tông phục vụ thi công đài cọc và hệ thống cột dầm sàn công trình có

độ cao dưới 20m.

Chọn xe bơm bêtông nhãn hiệu DNCP-90T/44.5RZ với các thông số sau:

- Công suất bơm lý thuyết: 86 m3/h

- Áp lực ống cực đại: 110 Bar

- Công suất động cơ: 141 KW

- Đường kính xi lanh bơm: 200 mm

- Hành trình xi lanh bơm: 1400 mm

- Dung tích phểu: 650 l



- Bơm xa cực đại: 43.6 m

- Độ dài ống mềm: 4 m

- Đường kính ống vận chyển: 32 l/phút

Chọn xe chở bê tông thương phẩm:

Mã hiệu SB – 92B có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 11.1 Thông số kỹ thuật của xe chở bê tông

Dung tích

thùng trộn (m3)

Ô tô cơ sở

Kích thước giới hạn (m)

Dung tích

thùng nước (m3)

Công suất động

cơ (W)

Tốc độ quay của

thùng trộn

(v/ph)

Độ cao đổ phối liệu vào

(m)

Thời gian đổ bê tông

ra (mm/ph)

Trọng lượng

bê tông ra (T)

6-7 Kamaz 5511

7.38x2.5x3.4 0.75 40 9-14.5 3.5 10 21.85

b. Tính toán số xe trộn cần thiết để đổ bê tông:

Xem quảng đường vận chuyển 30 km, tốc độ xe 40 km/h, thời gian chạy đến công trường

là:60 30

45 út40

ph

Thời gian nhận bê tông 15 phút.

Thời gian trút bê tông 15 phút.

Vật thời gian một chuyến xe là:

45 x 2 + 15 x 2 = 120 phút.

Một ngày một xe chở được: 8 60

4120

(chuyến). Ta chọn 4 chuyến một ngày. Thể tích một

xe lấy trung bình là 6 m3.

Thể tích mỗi xe vận chuyển được trong ngày là:

4 x 6 = 24 m3/ngày.

Số xe cần yêu cầu trong mỗi ngày thi công cụ thể như sau:

Bảng 11.2. Số lượng xe chở bê tông thi công đài

Trục D Trục C Trục B Trục A

Giai đoạn I

Vbê tông(m3) 65.55 83.29 39.77 65.55

Số chuyến xe 11 14 7 11



Giai đoạn II

Vbê tông(m3) 65.55 29.53 39.77 65.55

Số chuyến xe 11 5 7 11

c. Công tác chuẩn bị trước khi đổ bê tông móng:

Kiểm tra lại cao trình đáy đài.

Kiểm tra lại kích thước ngang – dọc của từng đài móng

Trước khi đổ bê tông cần kiểm tra các mốc định vị tim trục móng, kiểm tra kích thước đài

cọc, kiểm tra các cục kê cốt thép, các thép đứng cổ móng đã được buộc chặt vào lưới thép đáy

đài chưa, kiểm tra độ thẳng đứng của thép đứng cổ móng, kiểm tra lưới thép đáy đài về kích

thước, đường kính, khoảng cách & cách neo buộc.

Làm vệ sinh hố móng, không để rác, đất, bùn còn lại trong hố móng.

Chèn lấp các khe hở giữa ván khuôn và lớp bê tông lót.

Cố định chắc chắn khung thép đứng cổ móng để tuyệt đối không bị xê dịch trong quá trình

đổ bê tông.

Đổ bê tông và kiểm tra cao độ đổ bê tông.

d. Cách thức đổ bê tông:

Do khối lượng bê tông lớn nên khi thi công ta sử dụng máy bơm cần để đổ bê tông đài

móng. Phần bê tông cổ móng và giằng sẽ thi công sau khi bê tông móng đã đạt được cường độ

cho phép.

Với xe bơm bê tông đã chọn để đổ bê tông đài, giằng móng cũng như các dầm sàn tầng trên

thì chỉ cần cho xe đứng tại một vị trí bất kỳ cạch biên là có thể đổ bê tông cho toàn công trình.

Ta tiến hành đổ bê tông cho đài móng theo các trục trong các phân đoạn.

Khi đổ bê tông ta cho xe bê tông lùi vào vị trí đứng của máy bơm, quay trộn một số vòng

tồi trút bê tông trong thùng xe vào phễu nạp của máy bơm tới khi cao hơn cửa trút của bơm từ

15 – 20 cm thì bắt đầu cho xe bơm làm việc.

Không để bê tông xuống thấp hơn mức quy định trên để tránh lẫn khí vào trong ống dẫn.

Khi xe vận chuyển hết bê tông, nếu xe thứ hai chưa tới thì phải dừng bơm cho đến khi bê tông

đầy trong phễu nạp cho bơm. Bê tông rơi từ từ vào trong phễu bơm và được bơm xuống đài

móng, giằng móng. Công nhân đứng tại khu vực đổ bê tông điều chỉnh cho bê tông rơi xuống

hố móng thành các lớp chiều dày đều theo quy định. Đài cọc có chiều dày bê tông lớn nên

phải đổ bê tông thành nhiều lớp, mỗi lớp dày 20 – 30 cm. Khi bê tông đổ tới đâu phải tiến



hành đầm tới đó. Công nhân thả đầm dùi xuống đầm bê tông, thời gian đầm tại mỗi vị trí là 25

giây.

Bê tông chỉ được bơm đổ xuống móng sau khi đã qua các khâu kiểm tra sau:

Kiểm tra chất lượng bê tông trước khi vào công trường: về thành phần cấp phối cũng như

về cường độ bằng cách lấy mẫu, thử trong phòng thí nghiệm và thử tại công trường bằng cách

thử độ sụt của bê tông, lập biên bản, ghi phiếu chất lượng trước khi cho đổ bê tông.

Kiểm tra độ sụt của bê tông bằng biện pháp côn Abrams gồm một phểu hình nón đặt trên

một bản phẳng được cố định chặt. Khi xe bê tông đến người lấy mẫu đổ bê tông vào phểu

dùng que sắt chọc khoảng 20 – 25 lần. Sau đó nhấc phểu ra đo độ sụt của bê tông. Khi độ sụt

bê tông khoảng 12 cm là hợp lý.

e. Kỹ thuật đầm bê tông:

Yêu cầu của đầm bê tông là làm cho bê tông đặc chắc đồng nhất tạo điều kiện cho bê tông

bám chắc vào cốt thép và đạt cường độ thiết kế.

Khi đầm không được để đầm chạm vào cốt thép gây chấn động đến phần bê tông đã đầm

trước đó.

Đầm cắm sâu vào lớp đàm trước đó khoảng 5 cm.

Thời gian đàm tại một vị trí từ 15 – 30 giây.

Cho máy chạy trước khi hạ đầm và sau khi rút đầm ra khỏi bê tông mới tắt máy.

Khoảng cách giữa hai lần đầm là r5,1 .

Vị trí đầm cách ván khuôn là 2d < l < r5,1 .

Đầm bêtông lót móng ta chọn đầm bàn mã hiệu V7 với các thông số kỹ thuật sau:

- Thời gian đầm: 15s.

- Bán kính tác dụng: 20 30 cm.

- Chiều sâu lớp đầm: 20 20 cm.

Để đầm bê tông đài cọc ta dùng đàm dùi mã hiệu I50 có các thông số kỹ thuật như sau:

Công suất 1 KW.

- Điện áp 220 V.



- Số vòng quay 600 vòng/phút.

- Trọng lượng 20 kg.

- Thời gian đầm 30s.

- Bán kính tác dụng 30 – 40 cm.

- Chiều sâu lớp đầm 20 – 30 cm.

- Năng suất 30 m3/h.

11.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG THI CÔNG ĐÀI CỌC:

11.2.1. Tính toán ván khuôn:

a. Tải trọng

Do đặc điểm kích thước của đài dọc rất lớn ( đặc biệt là chiều cao) và đổ bê tông bằng máy

bơm nên áp lực lên ván khuôn là rất lớn. Do vậy, chọn ván khuôn đài móng là ván khuôn thép,

định hình SINHWAN loại tấm phẳng dài 1.8; 1.5m, rộng 30cm, sườn cao 5.5cm, với các

thông số hình học như sau: W= 6.55cm3, J = 28.46cm4

Tải trọng tác dụng lên ván khuôn:

Tải trọng động do đổ bê tông vào ván khuôn:

P1 = 400 (daN/m2); với thể tích Vđổ = 200700 l

Áp lực ngang của vữa bê tông khi đổ:

P2 = H (với H R)

Trong đó:

H = 0.50:chiều cao mỗi lớp bê tông tươi đã đầm.

R = 0.7 m > H: là bán kính tác dụng của đầm dùi.

Suy ra: P2 = H = 25000.50 =1250 (daN/m2).

Vậy tải trọng ngang của vữa bê tông khi đổ và đầm là:

Ptc = P1+P2 = 1250 + 400 = 1650 (daN/m2).

Tải trọng tính toán:

Ptt = Pcn = (400+1250) 1.3 = 2145 (daN/m2).

b. Xác định số lượng sườn ngang:



Do cấu tạo đài móng cao 2.0m, nhưng khi thi công ta chỉ thi công đến đáy tầng hầm (Sh =

200mm). chiều cao ván khuôn cấu tạo đài móng cao 2.0 - 0.2 =1.8 m nên chọn số lượng gông

là 3 (chia làm 2 khoảng). Sơ đồ kiểm tra ván thành là dầm liên tục 2 nhịp, mỗi nhịp 0.9m, tựa

trên các gối tựa là các gông ngang. Tải trọng tác dụng trên một tấm khuôn định hình là:

Lực phân bố trên mỗi mét dài là:

tt 2145 30q 643.5( / )

100daN m

tc 1650 30q 495( / )

100daN m

Mô men uốn lớn nhất là:

2 2max

1 1643.5 0.9 65( . )

8 8ttM q l daN m

Kiểm tra bền:

M W = 6.551800 = 11790 (daN.cm) = 117.9 (daN.m) > Mmax= 65 (daN.m).

Kiểm tra độ võng:

4

ax

5

384

tc

m

q lf

EI

Trong đó:

qtc= 495 daN/m: tải trọng tiêu chuẩn trên mét dài.

l =90 cm: khoảng cách giữa các sườn đứng.

E= 2.1 106 daN/cm2: mođun đàn hồi của thép.

I= 28.46 cm4: moment quán tính

Vậy:

4 4

ax 6

5 5 4.95 900.0708

384 384 2.1 10 28.46

tc

m

q lf cm

EI

1 1[ ] 90 0.225

400 400f l cm

Ta thấy: fmax = 0.0708 cm < f = 0.225 cm (thỏa)

c. Xác định số lượng chống đứng:



Sườn ngang là thép ống 57.2 mm, dày 3.6 mm, có các thông số hình học như sau: W =

7.633 cm3, J = 21.829 cm4.

Tải trọng tác dụng lên gông:

tt 2145 90q 1930.5( / )

100daN m

tc 1650 90q 1485( / )

100daN m

Gông thép tổ hợp L được neo giữ bằng dây thép dự tính cho đài móng dài nhất 9.6 m được

chia làm 12 khoảng, do đó khoảng cách giữa các neo là 0.8 m. Sơ đồ tính là dầm liên tục tựa

trên các chốt gông và dây thép neo.

Kiểm tra bền:

Mô men uốn lớn nhất là:

2 2max

1 11930.5 0.8 124( . )

10 10ttM q l daN m

M W = 7.6331800 = 13739 (daN.cm) = 137.4 (daN.m) > Mmax= 124 (daN.m).

thoả mãn bền.

Kiểm tra điều kiện biến dạng

4 4

ax 6

5 5 14.85 800.17

384 384 2.1 10 21.829

tc

m

q lf cm

EI

[f] = l/400= 80 / 400 = 0.2cm.

fmax =0.17cm < [f] = 0.2cm thoả mãn điều kiện biến dạng

11.2.2. Tính toán khối lượng bê tông cốp thép và diện tích ván khuôn:

a. Khối lượng bê tông lót móng (đá 4 x 6)

Công trình có 4 loại móng

Bảng 11.3. Khối lượng bê tông lót

Loại móng

Kích thước móng(m)

Dày (m)

Dài (m)

Rộng (m)

V(m3) đơn vị

Số lượng

V (m3)

M1 3.6 x 3.4 0.1 3.80 3.60 1.03 16 16.48

M2 3.2 x 3.2 0.1 3.40 3.40 1.16 10 11.6



Loại móng


Dày (m)

Dài (m)

Rộng (m)

V(m3) đơn vị

Số lượng

V (m3)

M3 5.6 x 9.6 0.1 5.80 9.80 5.68 1 5.68

M4 4.8 x 8.0 0.1 5.00 8.20 4.10 4 16.4

TỔNG 50.16

b. Khối lượng bê tông, ván khuôn.

Bảng 11.4. Khối lượng thi công đài cọc

Loại móng


Cao (m)

Dài (m)

Rộng (m)

V(m3) đơn vị

Số lượng

V BT (m3)

S ván khuôn (m2)

M1 3.6 x 3.4 1.8 3.80 3.60 18.54 16 296.64 345.6

M2 3.2 x 3.2 1.8 3.40 3.40 20.88 10 208.8 230.4

M3 5.6 x 9.6 1.8 5.80 9.80 102.24 1 102.24 54.72

M4 4.8 x 8.0 1.8 5.00 8.20 73.8 4 295.2 184.32

TỔNG 902.88 815.04

11.2.3. Phân đợt, phân đoạn đổ bê tông

a. Phân đoạn đổ bê tông

Thi công phần đài móng chia làm 2 giai đoạn. Thi công từ trục D lui về trục A.



b. Phân đợt đổ bê tông

Do kích thước móng lớn, nên ta phân đợt đổ bê tông cho từng móng.

+ Đợt 1: từ cao trình - 5.1m đến cao trình - 5.0m, đổ bê tông lót đá 4 x 6.

+ Đợt 2: từ cao trình - 5.0m đến cao trình - 4.1m, đổ bê tông đài móng.

+ Đợt 3: từ cao trình - 4.1m đến cao trình - 3.2m, đổ bê tông đài móng.



CHƯƠNG 12: THIẾT KẾ THI CÔNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

12.1. TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ SƯỜN VÀ CÂY CHỐNG:

Ván khuôn cột dầm và dầm sàn sử dụng loại cốt pha tiêu chuẩn của hãng Shinhwan cung

cấp. Khả năng chịu tải, độ võng, các đặc trưng hình học, các phương pháp tổ hợp, lắp dựng và

các chi tiết phụ của ván khuôn này được giới thiệu trong tài liệu kèm theo do Shinhwan cung

cấp.

12.1.1. Kích thước ván khuôn tiêu chuẩn:

Sau đây là kích thước các tấm ván khuôn tiêu chuẩn của bộ ván khuôn:

Kích thước tấm ván khuôn dầm, sàn, tường, cột:

Hình 12.1 Cấu tạo tấm ván khuôn tiêu chuẩn

Bảng 12.1. Kích thước tấm ván khuôn

B A

900

1200

1500

1800

100 6.9 kg 8.7 kg 10.5 kg 12.4 kg 150 7.8 9.6 12.0 13.7 200 8.7 11.0 12.8 15.5 250 9.6 12.6 14.6 16.5 300 10.1 12.8 16.0 17.4 350 11.0 13.7 17.0 19.2 400 11.9 14.6 17.8 21.0 450 12.4 15.5 18.7 22.3 500 13.3 16.9 20.1 24.0 550 14.2 18.3 22.0 26.0 600 14.6 19.0 23.0 28.0



Kích thước tấm góc ngoài:

Hình 12.2 Cấu tạo tấm góc ngoài

Bảng 12.2. Kích thước tấm góc ngoài

A(mm) B(mm) C(mm) Kg 65 65 900 5.319 65 65 1200 7.092 65 65 1500 8.865 65 65 1800 10.638

Kích thước tấm đôn góc:

Hình 12.3 Cấu tạo tấm độn góc

Bảng 12.3. Kích thước tấm độn góc

A(mm) B(mm) C(mm) Kg

50 50 900 2.754

50 50 1200 3.672

50 50 1500 4.590

50 50 1800 5.508



Kích thước tấm góc trong:

Hình 12.4 Cấu tạo tấm góc trong

Bảng 12.4. Kích thước tấm góc trong

A(mm) B(mm) C(mm) Kg 100 100 1800 14.5 100 100 1500 12.07 100 100 1200 9.66 100 100 900 7.245 150 150 1800 18.99 150 150 1500 15.82 150 150 1200 12.66 150 150 900 9.49

Kích thước tấm góc trong dùng cho sàn:

Hình 12.5 Cấu tạo tấm góc trong sàn

Bảng 12.5. Kích thước tấm góc trong sàn

A(mm) B(mm) C(mm) 100 100 900 150 150 1200 100 100 1500 150 150 1800



12.2. TÍNH TOÁN CẤU TẠO VÁN KHUÔN DẦM:

12.2.1. Cấu tạo ván khuôn:

Tính cho dầm điển hình của công trình dầm (250x500) mm, có sơ đồ như hình dưới. Bước

đà là 1000, tương ứng với bước của cây chống.

Hình 12.6 Cấu tạo ván khuôn dầm

12.2.2. Tính kích thước đà gỗ

Nhịp của đà gỗ là L = 0.25m. và xem đà ngang làm việc như 1 dầm cosole ngàm vào mâm

kích của cây chống nhịp là 125 mm = 0.125m.

a. Tải trọng tác dụng lên đà gỗ.

Tải trọng tác dụng lên ván khuôn:

Tải trọng động do đổ bê tông vào ván khuôn:

P1 = 400 (daN/m2); với thể tích Vđổ = 200700 l

Áp lực ngang của vữa bê tông khi đổ:



P2 = H (với H R)

Trong đó:

H = 0.50:chiều cao mỗi lớp bê tông tươi đã đầm.

R = 0.7 m > H: là bán kính tác dụng của đầm dùi.

Suy ra: P2 = H = 25000.50 =1250 (daN/m2).

Vậy tải trọng ngang của vữa bê tông khi đổ và đầm là:

Ptc = P1+P2 = 1250 + 400 = 1650 (daN/m2).

Tải trọng tính toán:

Ptt = Pcn = (400+1250) 1.3 = 2145 (daN/m2).

Tải tác dụng lên cốp pha đáy khi đổ bêtông:

Tải phân bố đều trên 1m dài của dầm do bêtông :

1 0.25 0.5 2500 1.2 =375 daN / mttq

1 0.25 0.5 2500=313 daN / mtcq

Lực động do đổ bê tông bằng máy bơm xuống ván khuôn dầm:

21 400 1.3 =520 daN / mttP

21 400 daN / mtcP

Trọng lượng người và dụng cụ thi công đứng phía trên:

22 250 1.3 =325 daN / mttP

22 250 daN / mtcP

Lực rung động do đầm bê tông bằng đầm dùi:

23 200 1.3 =260 daN / mttP

23 200 daN / mtcP

Trọng lượng trung bình bản thân tấm ván khuôn tiêu chuẩn:

22 35 1.1 =39 daN / mttq

22 35 daN / mtcq

Tổng tải trọng phân bố đều trên 1m dài:



1 2 1 2 3( ) 0.25 375 (39 520 325 260) 0.25 661( / )tt tt tt tt tt ttq q q p p p daN m

b. Tính toán kích thước đà gỗ:

Moment lớn nhất trong dầm là tại mép cây chống:

Mmax = ql2/2 = 661 x 0.1252/2 = 5.16 daN.m.

Tính toán tiết diện đà gỗ. Chọn tiết diện gỗ là bxh = 100x50 mm.

W = bxh2/6 = 10 x 52/6 = 41.66 cm2

Ứng suất trong thanh gỗ là:

= Mmax/W = 5.16 x 100/41.66 = 12.4 daN/ cm2 < [] = 98 daN/cm2.

Vậy chọn đà đở tấm cốp pha dầm là bxh = 10x5cm .

12.3. TÍNH TOÁN CẤU TẠO VÁN KHUÔN SÀN:

Chiều dày lớp bê tông bên trên:110 (mm).

Khoảng cách ngang giữa hai cột chống:100 (cm).theo phương dọc

Khoảng cách giữa hai sườn ngang:50 (cm).

Khoảng cách giữa hai sườn dọc:120 (cm).theo phương ngang

12.3.1. Cấu tạo ván khuôn:

Cấu tạo ván khuôn sàn bao gồm các tấm ván khuôn tiêu chuẩn SINHWAN được gác lên hệ

thống sườn ngang - sườn dọc - cột chống.

COÄT CHOÁNG TIEÂU CHUAÅN

SÖÔØN NGANG

SÖÔØN DOÏC

TAÁM COÁP PHA TIEÂU CHUAÅNLÔÙP BEÂ TOÂNG SAØN

Hình 12.7 Cấu tạo ván khuôn

Vì ván khuôn sàn được làm bằng tấm ván khuôn tiêu chuẩn nên ta không cần tính toán ván

khuôn mà chỉ tính toán các sườn ngang và sườn dọc.



12.3.2. Tính kích thước sườn ngang:

a. Tải tác dụng lên sườn ngang:

Tải phân bố trên bề mặt sàn: [Dựa theo phụ lục A TCVN 4453:1995]

Trọng lượng bê tông trên 1(m2):

21 0.11 2500 1.2 =330 daN / mttq

21 0.11 2500=275 daN / mtcq

Lực động do đổ bê tông bằng máy bơm xuống ván khuôn sàn:

21 400 1.3 =520 daN / mttP

21 400 daN / mtcP

Trọng lượng người và dụng cụ thi công đứng phía trên:

22 250 1.3 =325 daN / mttP

22 250 daN / mtcP

Lực rung động do đầm bê tông bằng đầm dùi:

23 200 1.3 =260 daN / mttP

23 200 daN / mtcP

Trọng lượng trung bình bản thân tấm ván khuôn tiêu chuẩn:

22 35 1.1 =39 daN / mttq

22 35 daN / mtcq

Tổng tải trọng phân bố trên mặt sàn:

21 2 1 2 3 330 39 520 325 260 1474( / )tt tt tt tt tt ttq q q p p p daN m

21 2 1 2 3 275 35 400 250 200 1160( / )tc tc tc tc tc tcq q q p p p daN m

Tải trọng do trọng lượng bản thân sườn ngang: (giả sử kích thước sườn ngang 510 cm)

43 1.1x 5x10 4.5x9.5 x7800x10 = 6.22 daN / mttq

43 5x10 4.5x9.5 x7800x10 = 5.66 daN / mtcq



Tải phân bố tác dụng vào sườn ngang do tải phân bố trên sàn gây ra:

4q 1474 0.5 737 daN/m .tt

4q 1160 0.5 580 daN/m .tc

Tổng tải phân bố tác dụng vào sườn ngang:

4q 737+6.22 = 743 daN/m .tt

4q 580 5.66 586 daN/m .tc

b. Tính toán kích thước sườn ngang:

Ta xem sơ đồ tính của sườn ngang là 1 dầm đơn giản gối lên hai sườn dọc. Nhịp tính toán

của sườn ngang chính là khoảng cách hai sườn dọc: 120 (cm).

LÔÙP BEÂ TOÂNG SAØN

1200

TAÁM COÁP PHA TIEÂU CHUAÅN

1200

SÖÔØN DOÏC

SÖÔØN NGANG

Hình 12.8 Cấu tạo ván khuôn theo phương song song với sường ngang

M=ql²/8

743 daN/m

Hình 12.9 Sơ đồ tính toán sườn ngang



Môment lớn nhất:

2 2743 1.2134 .

8 8

qlM daN m

Chọn tiết diện sườn ngang là bxh = 100 x 50 dày 5 mm.

W = (5x102-4.5x9.52)/6 = 15.65cm2

Ứng suất trong sườn ngang là:

= Mmax/W = 134 x 100/15.65 = 856 daN/ cm2 < [] = 2100 daN/cm2.

Vậy chọn đà đở tấm ván khuôn sàn là b x h = 100 x 50 mm.

c. Kiểm tra độ võng của sườn ngang:

Độ võng của sườn ngang được xác định theo công thức:

4

ax

5

384m

qlf

EI

Trong đó:

E =2.1106 daN/cm2.Mô đun đàn hồi của gỗ.

J = 12

5.95.4

12

105 33

= 95.15 cm4. Mô ment quán tính của sườn ngang.

4 4

ax 6

5 5 586 1200.08( )

384 384 100 2.1 10 95.15m

qlf cm

EI

Độ võng cho phép: [Lấy theo mục 3.2.2 TCVN4453:1995]

3 3

f 120 0.36( )1000 1000

l cm

Vậy fmax < [f] => Sườn ngang bảo đảm yêu cầu về độ võng.

12.3.3. Tính kích thước sườn dọc:

a. Tải tác dụng lên sườn ngang:

Tải tác dụng lên sườn dọc chính là tải trọng tập trung của sườn ngang gác lên sườn dọc:

1P 743 1.2=892 daN .tt

1P 586 1.2 = 703 daN .tc

Tải trọng do trọng lượng bản thân sườn ngang: (giả sử kích thước sườn ngang 510 cm)

42 1.1x 5x10 4.5x9.5 x7800x10 = 6.22 daN / mttP



42 5x10 4.5x9.5 x7800x10 = 5.66 daN / mtcP

b. Tính toán kích thước sườn dọc:

Ta xem sơ đồ tính của sườn dọc là 1 dầm đơn giản gối lên hai cột chống.Nhịp tính toán của

sườn dọc chính là khoảng cách hai cột chống.

COÄT CHOÁNG TIEÂU CHUAÅN

TAÁM COÁP PHA TIEÂU CHUAÅN

SÖÔØN NGANG

SÖÔØN DOÏC

1000

500 500 500

LÔÙP BEÂ TOÂNG SAØN

Hình 12.10 Sơ đồ tính sườn dọc

Môment lớn nhất:

2 2

2ax 1

6.22 1M P 892 0.25 224 daN.m .

8 8

tttt

m

p la

Chọn tiết diện sườn dọc là bxh = 100 x 50 dày 5 mm.

W = (5x102-4.5x9.52)/6 = 15.65cm2

Ứng suất trong sườn dọc là:

= Mmax/W = 224 x 100/15.65 = 1431 daN/ cm2 < [] = 2100 daN/cm2.

Vậy chọn đà dọc để đỡ sườn ngang là b x h = 100 x 50 mm.

c. Kiểm tra độ võng của sườn dọc:

Có thể coi sườn dọc chịu hai lực tập trung P ở chính giữa nhịp được xác định theo công

thức:

2 2ax (3 4 )

24m

P af l a

EJ

Trong đó:

E =2.1106 daN/cm2. Mô đun đàn hồi của gỗ.

J = 12

5.95.4

12

105 33

= 95.15 cm4. Mô ment quán tính của sườn dọc.



2 2 2 2ax 6

892 25(3 4 ) (3 100 4 25 ) 0.0013( )

24 24 100 2.1 10 95.15m

P af l a cm

EJ

Độ võng cho phép: [Lấy theo mục 3.2.2 TCVN4453:1995]

3 3

f 100 0.3( )1000 1000

l cm

Vậy fmax < [f] => Sườn dọc bảo đảm yêu cầu về độ võng.

12.3.4. Kiểm tra cột chống:

Ở đây ta chỉ cần kiểm tra khả năng chịu lực của cột chống vì ta dùng cột chống tiêu chuẩn

do hãng SINHWAN cung cấp.

Sơ đồ truyền tải từ sàn->sườn ngang ->sườn dọc và vào cột:

COÄT CHOÁNGSÖÔØN DOÏC SÖÔØN NGANG

100

0

1200

1200 1200 1200 1200

500

500

500

5 00

5 00

Hình 12.11 Sơ đồ truyền tải vào cột

Lực tác dụng vào cột chống:

P 892 6.22 898 (daN).tt

Với giá trị trên ta chọn cột chống theo các yêu cầu sau:

Chiều cao cực đại cần được sử dụng:

hmax 3.2 m cho tầng điển hình có chiều cao 3.2 m.

Chiều cao tối thiểu cần được sử dụng:



hmin = 3.2 - 0.6 - 0.2 = 2.4m (dầm cao nhất 0.6m)

Và Pgh 898 daN.

Như vậy thống nhất chọn cột chống: V-2 có các thông số sau:

Chiều cao sử dụng tối đa Lmax = 3470 mm;

Chiều cao sử dụng tối thiểu Lmin= 2216 mm;

Sức chiệu tải cực đại Pmax= 1500kg;

Lựa chọn phương pháp bố trí giằng cột chống, để chống lực ngang do gió gây ra và ổn

định cây chống:

Hệ thanh chống xiên chính là các ống thép dùng làm giằng chéo và giằng ngang.

Để đảm bảo độ ổn định của hệ ván khuôn dàn giáo ta bố trí thép ống giằng chéo và giằng

ngang theo hệ cột chống của ván khuôn sàn.



CHƯƠNG 13: ỨNG DỤNG BÀI TOÁN QUY HOẠNH NGUYÊN ĐỂ TỐI

ƯU VIỆC PHA CẮT THÉP

13.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH.

Quy hoạch tuyến tính được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong hơn 50 năm qua.

Mặc dù được dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng tất cả các bài toán quy hoạch tuyến

tính đều có 4 đặc điểm sau:

- Các bài toán quy hoạch tuyến tính đều tìm lời giải để cực đại hay cực tiểu hàm mục

tiêu (Objective Function).

- Các bài toán quy hoạch tuyến tính đều có các ràng buộc (Constraints) làm hạn chế khả

năng cực đại hay cực tiểu hàm mục tiêu.

- Các bài toán quy hoạch tuyến tính luôn có nhiều khả năng để lựa chọn.

- Hàm mục tiêu và các ràng buộc của bài toán quy hoạch tuyến tính phải là hàm tuyến

tính (hàm bậc nhất).

13.2. ĐẶT VẤN ĐỀ CHO BÀI TOÁN.

Trong thị trường thực tế các loại thép có đường kính 12 mm chỉ có chiều dài là 11.7 m

nhưng trong thực tế công trình các cây thép được cắt thành nhiều loại khác nhau về chiều dài

rất đa dạng và phong phú. Vậy nếu trong khi cắt thép để thi công không tính toán chính xác sẽ

dẫn đến lãng phí các cây thép thừa quá nhiều => lãng phí về tài chính.

Áp dụng bài toán quy hoạch nguyên để sử lí, việc tối ưu hoàn toàn, đơn giản và dễ dàng áp

dụng với phần mền Win QSB. Các kỹ sư công trường có thể thực hiện theo phần mền này để

tối thiểu hóa các đoạn thép thừa, từ đó tối ưu hóa được lợi nhuận cho công trường.

13.3. BÀI TOÁN PHA CẮT VẬT TƯ BẰNG QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH SỐ

NGUYÊN.

Việc áp dụng bài toán quy hoạch tuyến tính vào trong lĩnh vực xây dựng mà cụ thể là trong

việc pha cắt vật liệu là một việc làm cần thiết. Điều này sẽ cho phép giảm thiểu một cách tối

đa việc lãng phí vật liệu thi công, đem lại lợi ích kinh tế cao nhất. Sau đây là phần áp dụng bài



toán quy hoạch tuyến tính số nguyên vào việc pha cắt thép dầm. Do thời gian hạn chế của đồ

án tốt nghiệp nên ở đây chỉ áp dụng cho bài toán pha cắt thép cho dầm khung trục C. Hiệu quả

của bài toán sẽ càng rõ nếu áp dụng được cho cả công trình, khi đó khả năng tận dụng vật liệu

thi công sẽ là tối đa.

13.3.1. Thống kê thép dầm khung trục C.

Số lượng cốt thép được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 13.1. Bảng tổng kết cốt thép dầm khung trục C

Số hiệu Đường kính Chiều dài Số thanh

1 20 9900 48

2 20 9800 48

3 20 2100 90

4 20 2000 12

5 16 7500 48

6 16 2850 72

7 22 2800 18

Qua thống kê ta được các dạng thép như sau:

- Thanh thép đường kính 20mm có 4 loại.



Do các thanh thép có đường kính 16mm và 20mm quá ít nên ta có thể cắt bằng tay. Ta chỉ

áp dụng bài toán quy hoạch nguyên để tối ưu hóa việc cắt các thanh thép có đường kính

20mm.

13.3.2. Mô hình bài toán.

a. Bài toán 1:

Sử dụng bài toán pha cắt thép bằng quy hoạch tuyến tính để sao cho số cây thép nguyên

(dài 11.7m) đem cắt là ít nhất.

Gọi X1 là số thanh thép nguyên pha cắt theo phương án 1

Gọi Xi là số thanh thép nguyên pha cắt theo phương án i



Bảng 13.2. Các phương án cắt thép

Số lượng thanh

48 48 90 12 Đoạn thừa (mm)

Phương án 9900 9800 2100 2000

X1 1 0 0 0 1800

X2 0 1 0 0 1900

X3 0 0 5 0 1200

X4 0 0 4 1 1300

X5 0 0 3 2 1400

X6 0 0 2 3 1500

X7 0 0 1 4 1600

X8 0 0 0 5 1700

Hàm mục tiêu: (theo số phương án tối thiểu)

MinZ = X1 + X2 + X3 + X4 + X5 + X6 + X7 + X8.

Các ràng buộc :

X1 >= 48.

X2 >= 48.

5X3 + 4X4 + 3X5 + 2X6 + 1X7 >= 90.

1X4 + 2X5 + 3X6 + 4X7 + 5X8 >= 12.

Điều kiện biên:

Xi >= 0; nguyên.

Giải bài toán bằng Win QSB (IP – ILP) :

- Chọn bài toán IP – ILP: Khởi động chương trình File/ New problem...

Hình 13.1 Mở chương trình



- Nhập thông số đầu vào

Hình 13.2 Chọn bài toán IP -ILP trong QSB

- Sau khi chọn bài toán IP – ILP ta đi nhập số liệu: (nhập các hệ số của hàm mục tiêu và

các ràng buộc).

Một phần của bảng số liệu như sau :

Hình 13.3 Bảng nhập liệu

Nhập số biến (số phương án) nhập theo kiểu ma trận, số loại thanh thép cần cắt, số lượng

thanh cắt được từng loại trong từng phương án. Cuối cùng là nhập thép thừa của từng phương

án và số lượng thanh thép của từng loại thanh thép cụ thể.



Hình 13.4 Bảng đã nhập liệu

- Giải bài toán: Solvo and Analyze/ Solve the Problem...

Hình 13.5 Giải bài toán

- Kết quả giải bài toán

Hình 13.6 Kết quả tính toán



Vậy lời giải cuối cùng của bài toán là MinZ = 117, tức là số thanh thép F20 sử dụng là 117

thanh.

b. Bài toán 2:

Sử dụng bài toán pha cắt thép bằng quy hoạch tuyến tính để sao cho số đoạn thừa thu được

là ít nhất.

Bảng 13.3. Các phương án cắt thép

Số lượng thanh

48 48 90 12 Đoạn thừa (mm)

Phương án 9900 9800 2100 2000

X1 1 0 0 0 1800

X2 0 1 0 0 1900

X3 0 0 5 0 1200

X4 0 0 4 1 1300

X5 0 0 3 2 1400

X6 0 0 2 3 1500

X7 0 0 1 4 1600

X8 0 0 0 5 1700

Hàm mục tiêu: (theo số phương án tối thiểu)

1

n

ti ii

L X Min

Trong đó:

Lti : Đoạn thừa của phương án cắt thứ i.

Xi : Phương án cắt thép thứ i.

Hàm mục tiêu

1.8X1 +1.9X2 + 1.2X3 + 1.3X4 + 1.4X5 + 1.5X6 + 1.6X7 + 1.7X8Min.

Các ràng buộc :

1

n

ij i ji

n X N

Trong đó :

nij : Số lượng thanh thép thứ j cắt ở phương án thứ i.



Xi : Phương án cắt thép thứ i.

Nj : Số lượng thanh thép thứ j cần cắt.

Các điều kiện ràng buộc:

X1 >= 48.

X2 >= 48.

5X3 + 4X4 + 3X5 + 2X6 + 1X7 >= 90.

1X4 + 2X5 + 3X6 + 4X7 + 5X8 >= 12.

Điều kiện biên:

Xi >= 0; nguyên.

Giải bài toán bằng Win QSB (IP – ILP) :

- Chọn bài toán IP – ILP: Khởi động chương trình File/ New problem...

Hình 13.7 Mở chương trình

- Nhập thông số đầu vào



Hình 13.8 Chọn bài toán IP -ILP trong QSB

- Sau khi chọn bài toán IP – ILP ta đi nhập số liệu: (nhập các hệ số của hàm mục tiêu và

các ràng buộc).

Một phần của bảng số liệu như sau :

Hình 13.9 Bảng nhập liệu

Nhập số biến (số phương án) nhập theo kiểu ma trận, số loại thanh thép cần cắt, số lượng

thanh cắt được từng loại trong từng phương án. Cuối cùng là nhập thép thừa của từng phương

án và số lượng thanh thép của từng loại thanh thép cụ thể.



Hình 13.10 Bảng đã nhập liệu

- Giải bài toán: Solvo and Analyze/ Solve the Problem...

Hình 13.11 Giải bài toán

- Kết quả giải bài toán



Hình 13.12 Kết quả tính toán

Vậy lời giải cuối cùng của bài toán là đoạn thép thừa là MinZ = 204m, tức là số thanh thép

F20 sử dụng là 117 thanh.



(Mẫu)

PHỤ LỤC (kèm theo)

Phần này bao gồm những nội dung cần thiết nhằm mimh họa hoặc hỗ trợ cho nội dung luận

văn như: số liệu, mẫu biểu, tranh ảnh…

Phụ lục không được dày hơn phần chính của luận văn, nếu phụ lục thuyết minh quá dày thì

tách PHỤ LỤC ra làm 1 cuốn riêng.



(Mẫu)

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Lê Anh Hoàng, Nền và Móng, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội năm 2004.

Phùng Văn Lự, Phạm Duy Hữu, Phan Khắc Trí, Giáo trình Vật Liệu Xây Dựng, NXB Giáo

Dục, 1998.

Võ Bá Tầm, Kết cấu bê tông cốt thép tập 1 (cấu kiện cơ bản), Nhà xuất bản Đại học Quốc

gia Tp. Hồ Chí Minh, Tp. Hồ Chí Minh năm 2006.

Ghi chú:



Danh mục tài liệu tham khảo xếp theo tên tác giả trình tự abc theo họ, sau đó đến tên tài

liệu (in nghiêng), nơi và năm phát hành.

Danh mục tài liệu tham khảo xếp cuối cùng, sau các trang phụ lục.

Education

Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp - Lương Thế Kông - Thầy Lưu Trường Văn