BÀI tập lớn môn học nền MÓNG THỐNG kê CHI TIẾT số LIỆU đầu vào

BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TP.HCM BÀI TẬP LỚN MƠN HỌC : NỀN MĨNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN SVTH : TRẦN THỊ THẢO LỚP : XDDD1-K59 MSSV : 5951100144 SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN PHẦN I : THỐNG KÊ CHI TIẾT SỐ LIỆU ĐẦU VÀO  SỐ LIỆU LẤY THEO: - Họ tên: Trần Thị Thảo - MSSV :5951100144 - Số thứ tự : 21 - Phương án địa chất: Phương án Tải trọng :  Phương án tải trọng lấy theo số thứ tự từ danh sách lớp, cho tổ hợp tải trọng nằm mặt đất: Số TT 21 Địa chất :  Phương án địa chất: STT: 22 : Phương án Lưu ý: Giả sử mực nước ngầm nằm sâu SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG  GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Phương án Chiều dày Loại đất (m) Trồng trọt Sét pha Cát pha Sét pha Cát bụi Cát pha Cát pha Cuội sỏi Tiêu chuẩn dùng để tính toán: _ TCVN 9362 : 2012 – Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình _ TCVN 10304 : 2014 – Móng cọc, tiêu chuẩn thiết kế PHẦN II : TÍNH TỐN-THIẾT KẾ MĨNG NƠNG Chọn chiều sâu chơn móng: hm = (m) Chọn chiều dày bệ móng: h = (m) SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Xác định kích thước đáy móng: bxl (m) - Tính - Tính e α : α => (1+0.17) ữ (1+2ì0.17)= 1.17 ữ 1.33 = Chn = 1.2 0,2 0,2 Vậy: α1 = α=11,2 = 0,83 α2 = 0,2 0,2 α3= + α=1+ 1,2 = 1,17 -Tính : -Tính SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Với φ = 20º theo bảng tra hệ số Ni, ta được: Hệ số an toàn Fs = 1.5 => - Giải phương trình = : Nhận> nghiệm b= 1.03(m) loại nghiệm b= -18.05(m) b= -1.08(m) = Chọn b= 1.6 (m) - Tính lại : + - > = = > Thỏa mãn Chọn l = α => Lấy l = - Tính > > = ×× = Thoả mãn Vậy diện tích đáy móng xác định b l = 1.6 2.1(m) SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Kiểm toán: a Theo trạng thái giới hạn I (TTGH I)"  Tải trọng tính toán  Kiểm tra sức chịu tải : - Xét đáy móng, diện tích đáy móng BxL = 1.6 x 2.1 (m) - Tính - Tính : Với -Tính : Ta có, α=1.31 => α1 = α 0,2 0,2 = 0,85 α = - 1,31 α = 0,2 = + α=1+ 0,2 31 = 1,15 Đất cát pha : c = 25 ( kPa) Với φ = 20º theo bảng tra hệ số Ni, ta được: SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Hệ số an toàn Fs = 1.5 Vậy => => Thỏa mãn Vậy móng có kích thước đủ sức chịu tải  Kiểm tra lật: Điều kiện kiểm tra: K l = ∑ ∑ M gl Trong đó: _ M gi ≥[K ] l ∑ M gi: Tổng momen giữ để móng khơng bị lật, lấy với mép móng _ ∑ M gl: Tổng momen gây lật cho móng, lấy với mép móng _[ K l ]: Hệ số ổn định lật cho phép, lấy 1,4 Với : > => Thỏa mãn Vậy=móng với kích thước khơng có khả bị lật  Kiểm tra trượt: Điều kiện kiểm tra: SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Trong đó: _ N: Tải trọng thẳng đứng _ f : Hệ số ma sát đất đáy móng (Tra TCVN 9362:2012) _ c : Lực dính _ B, L: Kích thước đài móng _ HB: Lực xô ngang _ [ Kl ]: Hệ số ổn định trượt cho phép, lấy 1,4 Đất cát pha trạng thái dẻo mềm: f =0.35 Đất sét c = 25 (kPa) > => Thỏa mãn Vậy= móng với kích thước khơng có khả trượt cục b Theo trạng thái giới hạn II (TTGH II): Công trình thuộc dạng nhà khung bê tơng cốt thép có tường chèn, theo bảng 16 TCVN 9362 : 2012 có:  Độ lún tuyệt đối lớn : Sgh = cm - Tiến hành kiểm tra lún cho móng theo phương pháp tổng phân tố cách chia đất thành lớp phân tố đồng có chiều dày hi=1m - Tính vẽ biểu đồ ứng suất thân: n σ 'z =∑ γ i × z0 i Trong đó: _ γi: Trọng lượng riêng tự nhiên lớp đất phân tố thứ i _ z0 i: Chiều sâu từ điểm tính lớp đất phân tố lún tới mặt đất SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG - GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Tính ứng suất gây lún theo cơng thức: ∆ σ z = K0 × p ∗ Trong đó: K0 - hệ số tính ứng suất, tra bảng phụ thuộc vào z/b l/b (TCVN 9362-2012) pgl – Tải trọng gây lún, tính theo cơng thức sau: - Tính lún cho lớp đất phân tố đồng theo cơng thức: Trong đó: _ β = 0,8 _ E0 = 14000 (kPa) = 1400 (T/m2) _ hi: Chiều dày lớp đất phân tố thứ i _ ∆ σi: Ứng suất gây lún  Kết tính tốn ta có bảng sau: Lớp Điểm Lớp (Cát pha) 3 SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG Lớp Tại đáy lớp có ∆ σi / σ'z = 0.082 < 0.1, ta dừng tính lún lớp Biểu đồ áp lực tải trọng thân tải trọng cơng trình (T/m ) - Tính tổng độ lún lớp đất tới điểm cần tính lún: n δ ∑ δi =¿ 0.874+0.446+0.2257+0.1455+0.0914+ 0.062 = 1.852 (cm) ∞= δ ∞ = 1.852 (cm) < Sgh = (cm).Thỏa mãn điệu kiện giới hạn lún SVTH : Triệu sùng thiêm 10 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Chọn cọc có tiết diện vng, kích thước 30 x 30 (cm) Diện tích tiết diện ngang cọc Ab = 0,09 m2 Chia thành đoạn 6,0 m + 6,0 m + m cho đoạn cọc mũi  Lựa chọn sơ vật liệu cọc : Cốt thép dọc loại AII –Rs = 280000 kPa Chọn 4∅20 – As = 12,56 cm2 Cốt đai thép móc cẩu chọn loại AI – Rs = 225000 kPa ; Sơ chọn bê tông cấp độ bền B25 – Rb = 14500 kPa ; Rbt = 900 kPa Mô đun đàn hồi Eb = 27000 MPa  Lựa chọn phương pháp hạ cọc : Mũi cọc đặt lớp thứ địa tầng, chôn sâu vào lớp thứ (m), địa tầng phía lớp đất yếu nên ta chọn hạ cọc phương pháp ép cọc  Tính tải trọng thiết kế : Xác định sức chịu tải theo cường độ vật liệu Sức chịu tải cho phép tính theo công thức : PVL=φ( Rb Ab + Rs As) Xác định hệ số uốn dọc φ: φ=1,028 −0,0000288 λ −0,0016 λ Với : λ – độ mảnh cọc : λ = ly/r , (r = 0,3) ly = vl ; với l chiều dài cọc ; l = 17 m ; v = 0,5 (đỉnh cọc ngàm vào đài mũi cọc treo đất) Như : ly = 0,5 x 17 = 8.5 ; λ = 8.5/0,3 = 28.33 Thay số, ta có : φ = 1,028 – 0,0000288 x 28.332 – 0,0016 x 28.33 = 0,959 Sức chịu tải cho phép trường hợp : PVL=φ( Rb Ab + Rs As)¿ 0,959 (14500 ×0,09+280000 ×12,56 × 10−  )=1588 kN Xác định sức chịu tải cực hạn theo tiêu tiêu lý đất Sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc ,u (kN), xác định công thức : Rc ,u =γ c ¿ Trong : γ c – Hệ số điều kiện làm việc cọc đất, γc=1 q b– Cường độ sức kháng đất mũi cọc độ sâu zM = 18.3 m SVTH : Triệu sùng thiêm 12 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Tính hệ số rỗng đất lớp 6, mũi cọc: e = 0,697 < 0,7 => Lớp đất cát bụi, có độ chặt rời (Theo TCVN 9362:2012, Trang 10) => qb = 1749 kPa, lấy theo bảng – TCVN 10304:2014, Trang 23 – Hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc, hạ cọc phương pháp ép vào cát bụi , tra theo bảng – TCVN 10304:2014 – Trang 27, có γcq=1,1 γ cq Aq – Diện tích tiết diện ngang cọc ; Aq = 0,32 = 0,09 m2 u – Chu vi tiết diện ngang cọc ; u = 4x0,3 = 1,2 m γ cf – Hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc mặt bên cọc, lấy theo bảng – TCVN 10304:2014 – Trang 27, có γcf =0.8 fi – Cường độ sức kháng trung bình lớp đất thứ ‘i’ thân cọc (*), lấy theo bảng – TCVN 10304:2014 – Trang 25 ( Chú ý: Tính số sệt IL lớp đất, - Lớp : Trồng trọt, khơng cần tính (Chỉ tính từ đáy móng trở xuống) - Lớp : ChỈ số sệt IL sét pha tính theo cơng thức Với IP = 45% - 26% = 19% => Với => Tra bảng – TCVN 10304:2014 – Trang 25 Ta Ta Làm tương tự cho lớp 3, 4, ta có : - Lớp : - Lớp : SVTH : Triệu sùng thiêm 13 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN - Lớp : Cát bụi Việc tính tốn lập thành sau : Trạng thái đất Trồng trọt Sét pha Cát pha Sét pha Cát bụi Thay số : Rc,u = 1(1,1x1749x0,09 + 1,2x368.725) = 615.65(kN) Xác định tải trọng đất : Pđn= Trong : γ - Hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng đất sử dụng móng cọc, lấy 1,15 móng nhiều cọc γ n - Hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình, lấy 1,15 với tầm quan trọng cơng trình cấp II γ k - Hệ số tin cậy theo đất lấy sau : móng cọc đài thấp có đáy đài nằm lớp đất biến dạng lớn ; số lượng cọc móng có đến cọc ; γk=¿ 1,75 Tra theo TCVN 10304:2014 – Trang 19 Xác định tải trọng thiết kế : PTK = ( PVL ; Pđn ) = (1588 ; 351.8) = 351.8 (kN) Xác định tải trọng trọng tâm đáy đài Phản lực cọc lên đáy đài : SVTH : Triệu sùng thiêm 14 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG tt P - Diện tích sơ đáy đài : Ađsb= tt P - Tổng lực dọc tính tốn tính đến đáy đài : Ntt =N tt 0+ Nttđ=Ntt0 +(n × Asbđ × γ tb ×hm) 2505+(1,1 ×6.4 × 20× 1,5)=2716.2 (kN) ¿ - Tải trọng theo phương ngang HB : - Momen theo phương cạnh ML : M tt=M +( H0 × Hd )=212+(141 ×1.5)=¿ 423.5 (kN.m) Bảng tổ hợp trọng trọng tâm đáy đài Tên tải trọng Ntt Htt M tt Tính số lượng cọc bố trí Số lượng cọc móng : n c=β × Ntt =1,5× 2716,2 =¿ 11,58 (cọc) PTK351,8 Sơ chọn 12 cọc bố trí cọc theo dạng hình chữ nhật mặt Khỏng cách cọc kích thước thực tế đài theo sau : SVTH : Triệu sùng thiêm 15 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Bố trí cọc mặt Bố trí cọc mặt đứng Kiểm tốn a/ Theo trạng thái giới hạn I (TTGH I) Điều kiện kiểm tra : Nmax + Wc ¿ PTK Nmin ≥ Trong : PTK – Sức chịu tải theo thiết kế Nmax Nmin – lực dọc trục tác dụng xuống đầu cọc lớn nhỏ Tính lực dọc trục tác dụng xuống đầu cọc : N i= - M B =M =¿ 423,5(kN.m)-V =N tt=¿ 2716,2 (kN) tt tt SVTH : Triệu sùng thiêm 16 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG - GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Tính lực dọc tác dụng xuống đầu cọc trình bày bảng sau : Cọ c 10 11 12 - Tính trọng lượng tính tốn cọc từ đáy đài đến mũi cọc : W C =n× Ap × Ltt × γbt =1,1× 0,3 × 16.5 ×25=¿ 40.83 (kN) Kiểm tra điều kiện : Nmax = 256,6 ¿ PTK + W C = 351.8 +40.83=392.63 (kN) => Thỏa mãn Nmin = 196,1 (kN) ¿ ; Cọc không chịu nhổ Vậy số lượng cọc khoảng cách cọc bố trí hợp lý b/ Theo trạng thái giới hạn II (TTGH II)  - Tính lún móng: Xác định kich thước khối móng quy ước (B qu ; Lqu) Do lớp đất lớp đất yếu (Trồng trọt ), nên góc mở để xác định ranh giới khối móng quy ước tính từ đáy đài Phạm vi khối móng quy ước theo hình đây: SVTH : Triệu sùng thiêm 17 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Ranh giới khối móng quy ước Tính góc ma sát φ α = 4tb Với φtb= ∑ φi li ∑ li Trong φilà góc ma sát lớp đất thứ i; lilà chiều dày lớp đất thứ i SVTH : Triệu sùng thiêm 18 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Ta có bảng tính sau: Lớp Tổng cộng 383.1 => φtb= 16.5 23.2 => α= Vậy ta có Bqu = 0.9+0.3 + (2 x 16.5 x tg5.8 ) = 4,55 (m); Với Hqu = 16.5 (m) Lqu = (0.9×4)+0.3 + (2 x 16.5 x tg5.80) = 7.25 (m) - Xác định tải trọng tính lún : N qu=N tc +W Với : W =W c +Wđ Trong : W vàW đ trọng lượng cọc trọng lượng đất móng quy ước W c đ =V qu ×γ V qu =Bqu × Lqu × Hqu − nc × V cọc , Với V 1.cọc=a×a× H qu = 4.55 × 7.25 × 16.5 − 12 × 0.3 × 0.3 × 16.5 = 526.47 (m3) ∑ γi ×li ∑ li γ= => Wđ =526.47× 19.01=¿ 10008.26 (kN) => Wc=nc × V 'c × γ bt=nc × B × B × Ltt ×γ bt SVTH : Triệu sùng thiêm 19 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN 12× 0,3 ×0,3 ×16.5 × 25=¿ 445,5 (kN) ¿ => W = 445,5 + 10008.26 = 10453.8 (kN) Suy : Nqu = 2505 + 10453.8= 12958,8(kN) Vậy tải trọng tính lún xác định : Nqu = 12958,8 (kN) - Tính lún cho móng quy ước : Cơng trình thuộc dạng nhà khung bê tơng cốt thép (Theo phụ lục E TCVN10304: 2014) có độ lún tuyệt đối lớn Sgh =8cm Tiến hành kiểm tra lún cho móng theo phương pháp tổng phân tố cách chia đất thành lớp phân tố đồng có chiều dày hi ≤ Bqu/4 Lấy hi=1,0m +) Tính vẽ biểu đồ ứng suất thân: n σ 'z =∑ γ i × z0 i Trong đó: _ γi: Trọng lượng riêng tự nhiên lớp đất phân tố thứ i _ z0 i: Chiều sâu từ điểm tính lớp đất phân tố lún tới mặt đất +) Tính ứng suất gây lún theo cơng thức: ∆ σzi= K × pgl Trong đó: K – hệ số tính ứng suất, tra bảng phụ thuộc vào z/Bqu Lqu/Bqu (TCVN 9362- 2012) p*– Tải trọng gây lún, tính theo cơng thức sau: p ∗= p −q Trong : p = q=17 × 0.5+ 18.4 ×1.3+19.2 ×5.2+18.5 × 4+19.2 ×7=340.66 (kN/m2) Suyra : p ∗=392,84 − 34066=52,18 (kN/m2) = 5,218 (T/m2) +) Tính lún cho lớp đất phân tố đồng theo công thức: β δ i= × ∆ σi ×hi E Trong đó: _ β = 0,8 _ E0 = 18000(kPa) = 1800 (T/m2) SVTH : Triệu sùng thiêm 20 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN _ hi: Chiều dày lớp đất phân tố thứ i _ ∆ σi: Ứng suất gây lún  Kết tính tốn ta có bảng sau: Lớp Điểm Lớp Lớp Tại đáy điểm có ∆ σi / σ'z = 0.072 < 0.1, ta dừng tính lún lớp Biểu đồ áp lực tải trọng thân tải trọng công trình (T/m2) SVTH : Triệu sùng thiêm 21 BÀI TẬP LỚN NỀN MĨNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Tính tổng độ lún lớp đất tới điểm cần tính lún: n δ ∑ δi =¿ 0.223+0.106+0.172+0.134= 0.635 (cm) ∞= = 0.635 (cm) < Sgh = (cm) Kết luận: Vậy khối móng quy ước thỏa mãn điệu kiện giới hạn lún HẾT δ ∞ SVTH : Triệu sùng thiêm 22 ...BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN PHẦN I : THỐNG KÊ CHI TIẾT SỐ LIỆU ĐẦU VÀO  SỐ LIỆU LẤY THEO: - Họ tên: Trần Thị Thảo - MSSV :5951100144 - Số thứ tự : 21 - Phương... : 2014 – Móng cọc, tiêu chuẩn thiết kế PHẦN II : TÍNH TỐN-THIẾT KẾ MĨNG NƠNG Chọn chi? ??u sâu chơn móng: hm = (m) Chọn chi? ??u dày bệ móng: h = (m) SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD... kPa) Với φ = 20º theo bảng tra hệ số Ni, ta được: SVTH : Triệu sùng thiêm BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN Hệ số an toàn Fs = 1.5 Vậy => => Thỏa mãn Vậy móng có kích thước đủ sức chịu