Đồ Án Môn Học Nền Móng

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG, tài liệu mẫu tham khảo giúp sinh viên xây dựng thực hiện Đồ án môn học Nền móng với đầy đủ các nội dung cần thiết để phục vụ tham khảo làm Đồ án. Chương 1: Số liệu địa chất. Xác định tải trọng, đánh giá số liệu, mặt cắt địa chất.Chương 2: Thiết kế Móng đơn. Sơ bộ kích thước, tính toán kiểm tra, tính và bố trí thép.Chương 3: Thiết kế móng cọc. Sơ bộ kích thước, tính toán kiểm tra, tính và bố trí thép.Chương 4: Thiết kế móng kép. Tương tự...

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 4

1.1 Xác định tải trọng tại cổ cột: 5

1.2 Đánh giá số liệu địa chất công trình: 6

1.3 Tên và trạng thái lớp đất: 6

1.4 Mặt cắt địa chất: 8

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN 9

2.1 Tải trọng và vật liệu: 10

2.2 Sơ bộ kích thước cột: 10

2.3 Sơ bộ kích thước móng: 11

2.4 Kiểm tra ổn định đất nền: 14

2.5 Tính độ lún của móng: 16

2.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng: 18

2.7 Tính toán và bố trí cốt thép: 23

2.8 Tính thép cột: 30

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÓNG CỌC 31

3.1 Tải trọng và vật liệu: 32

3.2 Xác định sơ bộ kích thước cột: 32

3.3 Chọn chiều sâu đặt đài móng: 33

3.4 Xác định sơ bộ kích thước của hệ cọc dưới đài móng: 34

3.5 Kiểm tra cẩu cọc và dựng cọc: 34

3.6 Tính thép cho móc cẩu: 36

3.7 Sức chịu tải của cọc: 38

3.8 Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc: 45

3.9 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc: 47

3.10 Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc: 50

3.11 Tính lún cho khối móng quy ước: 55

3.12 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài: 57

Tính toán và bố trí cốt thép: 59

4.1 Tải trọng và vật liệu: 67

4.2 Xác định sơ bộ kích thước cột: 67

4.3 Chọn chiều sâu đặt móng: 69

4.4 Xác định sơ bộ kích thước móng: 69

4.5 Kiểm tra ổn định đất nền: 72

4.6 Tính độ lún của móng: 74

4.7 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng: 77

4.8 Tính toán và bố trí cốt thép trong móng: 78

4.9 Tính thép cột: 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT

1.1 Xác định tải trọng tại cổ cột:

Hệ số vượt tải tại chân cột n: 1.1÷1.15, lấy n=1.15

Tải trọng tính toán= Tải trọng tiêu chuẩn*Hệ số vượt tải

Hx2 (kN.m)

Tiêu chuẩn 569.565 41.739 33.043 395.652 33.043 24.348

1.2 Đánh giá số liệu địa chất công trình:

Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền được xác định theo số liệu đề bài: Hồ sơ địa chất 3



()

E0 (kPa)

WL: Độ ẩm của đất ở giới hạn chảy (%)

WP: Độ ẩm của đất ở giới hạn dẻo (%)

với Ip, IL Tra bảng 6 (trang 10) và bảng 7 (trang 11) Tiêu chuẩn TCVN 9362:2012

MNN

1.4 Mặt cắt địa chất:

Sét pha-Dẻo mềm: =19.6 kN/m3, ’=10.2 kN/m3, c=16 kPa, =8, E0=6278 kPa

(kPa)16 Sét pha-Dẻo mềm: =20.4 kN/m3, ’=10.7 kN/m3, c=24 kPa, =12, E0=6150 kPa

(kPa)16

Cát pha-Dẻo: =19.8 kN/m3, ’=10.5kN/m3, c=10.4 kPa, =19, E0=7620 kPa

(kPa)16

Cát hạt vừa: =19.7 kN/m3, ’=10.5 kN/m3, c=3.8 kPa, =29, E0=13250 kPa

(kPa)16

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN

Hình 2.1 Móng lệch tâm 2 phương

2.1 Tải trọng và vật liệu:

a) Tải trọng:

Đặc điểm công trình: Khung BTCT L= 60m, H= 7.2m

Bảng 2.1 Tải trọng tại chân cột

- Bê tông móng: Cấp độ bền B20, Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9 MPa, γb = 1

- Bê tông lót: Cấp độ bền B7.5, Rb = 4.5 MPa, Rbt = 0.48 MPa, γb = 1

❖ Cốt thép:

- Thép  ≤ 10mm, AI, Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175 MPa

- Thép  > 10mm, AII, Rs = Rsc = 280 MPa, Rsw = 225 MPa

2.2 Sơ bộ kích thước cột:

Công thức xác định sơ bộ kích thước cột:

Trong đó:

Fc: Tiết diện sơ bộ của cột (m2)

Ntt: Lực dọc tính toán tại chân cột (kN)

Rb: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông (kPa)

γb: Hệ số điều kiện làm việc của bê tông, γb = 1

β: Hệ số tính đến momen, lực ngang tại chân cột, β = 1.1 ÷ 1.4

c c

h

1 2b

Chọn  = 1.2

Bề rộng cột:

c c

Chọn chiều sâu chôn móng: Df= 1.5m

Sức chịu tải của đất nền theo TCVN 9362:2012

m1: Hệ số điều kiện làm việc của đất nền

m2: Hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với đất nền

Tỉ số chiều dài và chiều cao công trình:

A, B, D: các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong

c : Lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng (kPa), c = 18 kPaII

ho: Chiều sâu đến nền tầng hầm (m) Khi không có tầng hầm thì lấy ho= 0 m

Chọn chiều cao chôn móng hm= 0.5m

Moment tiêu chuẩn tác dụng lên đáy móng theo phương x:

tt tt y

 Thỏa điều kiện ổn định

❖ Kiểm tra điều kiện kinh tế:

: Hệ số không thứ nguyên, trong TCVN 9362-2012, quy phạm quy định lấy = 0.8

Ei: Mô đun đàn hồi của lớp đất ở phân tố thứ i, kPa

hi: Chiều dày lớp phân tố thứ i, m

i

Δσ

gl: Ứng suất gây lún trung bình của lớp phân tố thứ i, kPa

i bt (kPa)

zi/b Ko i

gl (kPa)

tbi gl (kPa)

Ei (kPa)

Si (cm)

2.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng:

Chiều cao móng đã chọn: hm= 0.55m

Chọn a= 0.05m

Chiều cao làm việc của móng: ho= hm - a= 0.55 – 0.05= 0.5m

Hình 2.4 Kiểm tra xuyên thủng

Lực tính toán tại 1 điểm bất kỳ dưới đáy móng:

H : Lực ngang tính toán tại chân cột theo phương trục y (kN)

Ix: Momen quán tính đối với trục x (m4)

4

m m x

B L 2× 2.4

I = = = 2.3m

12 12

Bảng 2.3 Áp lực tính toán tại các điểm dưới đáy móng

S : Diện tích chống xuyên thủng (m2)

2 cx

❖ Theo phương L m (phương x):

Sơ đồ tính: Xem như bản dầm console bị ngàm tại mép cột

Hình 2.6 Sơ đồ tính nội lực trong móng theo phương L m

Giả sử dùng thép 20 theo phương Lm nằm dưới:

Bm: Bề rộng móng (m),

L1: Khoảng cách từ mép cột đến mép đài theo phương x:

m c 1

❖ Theo phương B m (phương y):

Sơ đồ tính: Xem như bản dầm console bị ngâm tại mép cột

Hình 2.7 Sơ đồ tính nội lực trong móng theo phương B m

Giả sử cả hai trường hợp đều dùng thép 12 , thép theo phương Bm nằm trên thép phương

- Bê tông móng cọc: Cấp độ bền B25, Rb = 14.5 MPa, Rbt = 1.05 MPa, γb = 1

- Bê tông lót: Cấp độ bền B7.5, Rb = 4.5 MPa, Rbt = 0.48 MPa, γb = 1

❖ Cốt thép:

- Thép  ≤ 10mm, AI, Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175 MPa

- Thép  > 10mm, AII, Rs = Rsc = 280 MPa, Rsw = 225 MPa

c

h

1 2 b

 = = 

 Chọn  =1.2

Bề rộng cột:

c c

3.4 Xác định sơ bộ kích thước của hệ cọc dưới đài móng:

Tiết diện cọc là: 350 × 350 mm Cọc dài 20m, chia làm 2 đoạn cọc, mỗi đoạn dài 10m Bố trí 4∅20

Đoạn cọc ngàm vào đài ≥ 35∅ = 35×20 = 700mm

Đoạn đập đầu cọc: 700 – 100= 600mm

 Chiều dài cọc làm việc: 20 – 0.7 = 19.3m

2 '

s

2 coc

20 4

3.5 Kiểm tra cẩu cọc và dựng cọc:

Bố trí 2 móc cẩu ở 2 đầu cọc, cách 2 đầu cọc 1 đoạn:

❖ Khi cẩu cọc:

Sơ đồ tính:

Hình 3.2 Biểu đồ moment khi cẩu cọc

Moment lớn nhất khi cẩu cọc:

3.7 Sức chịu tải của cọc:

Hình 3.4 Chiều sâu chôn cọc vào lớp đất tốt

❖ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

❖ Sức chịu tải của cọc theo đất nền:

▪ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý:o

n c,u1 c p s c cq b b cf i i

q : Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (Tra bảng 2 trang 23 TCVN

li (m) cf IL

fi (kPa)

fi licf (kN/m)

▪ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

n c,u 2 p s p b i i

q : Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (kPa),

Công thức tính theo Terzaghi:

γ: Trọng lượng riêng của đất dưới mũi cọc (kN/m3), γ= 10.5 kN/m3

c: Lực dính của đất dưới mũi cọc (kPa), c=3.8 kPa

 : Góc ma sát trong giữa thân cọc và lớp đất thứ i (°),  = ai i

Bảng 3.3 Sức kháng hông Q s theo chỉ tiêu cường độ đất nền

li (m)

c (kPa)

P =(2 3)Q = 2 1014.778=2029.556 kPa

a ep,min tk

Khoảng cách giữa 2 tim cọc bằng 3d =  3 0.35 1.05 m =

Kích thước đài móng thiết kế: Bm Lm = 2.8 2.5 m 

tt y min 2

Kiểm tra: Df =2m Df ,min =1.229mThỏa

3.9 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc:

Bảng 3.4 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc

(m)

xi 2 (m 2 )

yi (m)

yi 2 (m 2 )

Pi tt (kN)

3.10 Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc:

❖ Xác định kích thước khối móng quy ước (theo TCVN 205:1998):

Khoảng cách tính từ mép của hai cọc ngoài cùng:

Hình 3.6 Móng khối quy ước

❖ Tổng tải tác dụng lên đáy khối móng quy ước:

tt tty

m : Hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với đất

dưới đáy khối móng quy ước

Giả sử các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các thí nghiệm =>ktc = 1

A, B, C: Các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong dưới đáy khối móng quy ước

c : Lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy khối móng quy ước (kPa)

3.11 Tính lún cho khối móng quy ước:

Hình 3.7 Biểu đồ quan hệ bản thân và ứng suất gây lún

Chọn chiều dày lớp phân tố:

i 1 i

hS

E

=

=  

Trong đó:

 : Hệ số không thứ nguyên, trong TCVN 9362:2112, quy phạm lấy  = 0.8

Ei: Mô đun đàn hồi của lớp đất ở phân tố thứ i (kPa)

hi: Chiều dày lớp phân tố thứ i (m)

’i bt (kPa) zi/b Ko

i gl (kPa)

tbi gl (kPa)

Ei (kPa)

Si (cm)

3.12 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài:

S =0.35 0.35 - 0.325 0.225  =0.049 mc

S : Diện tích mặt cắt ngang cọc (m2)

2 c

3.13 Tính toán và bố trí cốt thép:

❖ Theo phương L m (phương x):

Hình 3.9 Sơ đồ tính nội lực trong đài theo phương L m

Thép theo phương Lm nằm trên và giả sử bố trí thép 25cả 2 phương

Với  tra bảng theo TCVN 5574:2012 R

(Tính thép với bài toán cốt đơn)

1 schon

❖ Theo phương B m (phương y):

Hình 3.10 Sơ đồ tính nội lực trong đài theo phương B m

Thép theo phương Bm nằm dưới và giả sử bố trí thép 25

Với  tra bảng theo TCVN 5574:2012 R

(Tính thép với bài toán cốt đơn)

CHƯƠNG 4: MÓNG KÉP

Hình 4.1 Móng kép

Hx2 (kN.m)

Tiêu chuẩn 569.565 41.739 33.043 395.652 33.043 24.348

❖ Vật liệu:

Bê tông móng có cấp độ bền B20, Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9 MPa, γb = 1

Bê tông lót có cấp độ bền B7.5, Rb = 4.5 MPa, Rbt = 0.48 MPa, γb = 1

Thép ∅ ≤ 10mm, AI, Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175 MPa

Thép ∅ > 10mm, AII, Rs = Rsc = 280 MPa, Rsw = 225 MPa

4.2 Xác định sơ bộ kích thước cột:

Xác định sơ bộ kích thước cột theo công thức:

tt c

γ : Hệ số điều kiện làm việc của bê tông

β : Hệ số tính đến moment, lực ngang tại chân cột, β = 1.1÷1.4

❖ Cột 1:

Bề rộng cột:

c c

Bề rộng cột:

c c

h =  =b 0.198 1.2 =0.237 m

m1: Hệ số điều kiện làm việc của đất nền

m2: Hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với đất nền

Tỉ số chiều dài và chiều cao công trình:

Giả sử các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các thí nghiệm ktc =1

A, B, D: các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong II

Df: Chiều sâu đặt móng so với cốt quy định bị bạt đi hoặc đắp thêm (m)

c : Lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng (kPa), c = 18 kPaII

ho: Chiều sâu đến nền tầng hầm (m) Khi không có tầng hầm thì lấy ho= 0 m

 Lm=L1+L2+L3 =1.25 0.85 3.5+ + =5.6 m

m m m

5600 3500

1100

m 1

 Thỏa điều kiện ổn định

❖ Kiểm tra điều kiện kinh tế:

tc

II tb II

i 1 i

h S

E

=

=   

Trong đó:

 : Hệ số không thứ nguyên, trong TCVN 9362:2112, quy phạm lấy  = 0.8

Ei: Mô đun đàn hồi của lớp đất ở phân tố thứ i (kPa)

hi: Chiều dày lớp phân tố thứ i (m)

i

Δσ

gl: Ứng suất gây lún trung bình của lớp phân tố thứ i (kPa)

i bt (kPa) zi/b Ko

i gl (kPa)

tbi gl (kPa)

Ei (kPa)

Si (cm)

45°

Áp lực tính toán trung bình dưới đáy móng:

tt tt

Hình 4.7 Sơ đồ tính nội lực trong móng theo phương B m

Với  =R 0.441(Tra bảng theo TCVN 5574:2012)

(Tính cốt thép với bài toán cốt đơn)

Chọn thép  14 A =1.54 cm2

Khoảng cách giữa các thanh thép:

m 1

1 schon

❖ Theo phương L m:

Tổng moment tính toán quay quanh trục y:

1250

5600

tt max tt min

Với  =R 0.441(Tra bảng theo TCVN 5574:2012)

s

R b h A

chọn (%)

Kiểm tra hàm lượng

5600

Q : Tính cốt đai cho đoạn L2

Max(Q1ph,Q2tr): Tính cốt đai cho đoạn L3

• Cốt đai bố trí trong khoảng 1/4 nhịp của dầm:

Khoảng cách cốt đai lớn nhất:

2 b4 f b bt d od max

(1 ) R b hs

b2 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bê tông, bê tông nặng b2 = 2

f : Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T, chữ nhật

Tiết diện chữ nhật không có cánh chịu nén  f = 0

b4 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bê tông, bê tông nặng b4 = 1.5

stt (mm)

sct (mm)

s (mm) Chọn thép

2 sw w

d

n d4b s

Es : Modun đàn hồi của thép khi chịu nén và kéo (MPa)

Eb: Modun đàn hồi của bê tông khi chịu nén và kéo (MPa)

Bảng 4.5 Kiểm tra khả năng chịu lực của cốt đai

❖ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

0.5%  = 2.09%3.5%Thỏa Chiều dài neo cốt thép vào đài:

❖ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 TCVN 9362:2012, Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

2 TCVN 205:1998, Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

3 TCVN 10304:2014, Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

4 TCVN 5574:2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

5 TCVN 9354:2012, Đất xây dựng - Phương pháp xác định môđun biến dạng tại hiện

trường bằng tấm nén phẳng

6 Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM

7 Vũ Mạnh Hùng, Sổ tay thực hành kết cấu công trình, NXB Xây dựng

8 Bài giảng Cơ học đất của Cô Nguyễn Thị Bích Liên

9 Bài giảng Nền móng của Thầy Nguyễn Tấn