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 PHẦN I : THỐNG KÊ CHI TIẾT SỐ LIỆU ĐẦU VÀO ■ SỐ LIỆU LẤY THEO: - Họ tên: Trần Thị Thảo - MSSV : 5951100144 - Lớp : XDDD1-k59 - 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: Tiết diện Số TT Loại móng cột (mm) Lực dọc Momen Lực ngang N (kN) M (kN.m) H (kN) Móng nơng 300x400 646 108 67 Móng cọc 400x500 2505 210 140 21 Địa chất : > Phương án địa chất: STT: 22 : Phương án Lưu ý: Giả sử mực nước ngầm nằm sâu > Phương án Loại đất Trồng trọt Sét pha Cát pha Sét pha Cát bụi Cát pha Cát pha Cuội sỏi Trọng Chiều lượng thể tích dày tự (m) nhiên, / (kN/m3) 0, 17 1, 18, 5, 19, 18, 8, 19, 4, 20, 5, 19, 10 20, Trọng lượng thể tích hạt, '/11 (kN/m3) 5 26, 26, 26, 26, 26, 26, 26, Độ ẩm, W (%) 8 3 2 Giới hạn chảy W L (%) Giới hạn dẻo, WP (%) 2 Góc ma sát trong, (0) 26 18 22 15 18 Tiêu chuẩn dùng để tính tốn: _ TCVN 9362 : 2012 - Tiêu chuẩn thiết kế nhà công 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) Lực dính đơn vị, c (kPa) 0 Mô đuyn biến dạng, E0 (kPa) 10.000 14.000 10.000 18.000 18.000 14.000 40.000 Xác định kích thước đáy móng: bxl (m) - Tính ■ /]xA] + r2xA, + r3xA 17x0.5+18.4x1.3+19.2x0.2 Ỵ - — ! — = 18,13ÍẤ7V m ) r, = —— + - ■;À = ——— 1(20x2)(A-.V /lìi ) ■ ữsfr1.2xb: -Tính ■ I Với ^ = 20° theo bảng tra hệ số i, ta được: N V - 5, (): -V - 7.4: V = 17.7 Hệ số an toàn Fs = 1.5 iị = ỵ s = 18,13x2 = 36,26(Ắ'AT / iìi ■') 4-x (0,83x4x5x19,2xZf)+(lx7.4x36,2t))+(l.17x1 => : - Giải phương trình = -l8.O5(m) = l.03(/n) = -l.08(ffl) Nhận nghiệm b= 1.03(m) loại nghiệm b= -18.05(m) b= -1.08(m) => Chọn b= 1.6 (m) - Tính lại • I ,v _ , + ữxịr ■ 646 + ỹ ■:, + (20x2) = 250.290.■■'/í?) 1.2xl.6 [/;] = — (O,83x^x5xl9,2xl.6) (1x7,4x30,26) + (I.l7x 17,7x25) = (26.67 X 1.5) + 523.05 = 565.72(ÃN /m' Ị => : | c„5 => Thỏa mãn - Chọn l = a X b = 1.2 X 1.6 = 1.92 (m) => Lấy = 2.1 (m) => Thoả mãn Vậy diện tích đáy móng xác định bxl = 1.6X2 1(m) Kiểm toán: a Theo trạng thái giới hạn I (TTGH I)" ❖ Tải trọng tính tốn w = -/(ổx £.//?,„ = 20x(l.5x2.1x2) = 134 4ÍẢ-.V / ■') ,Ỵ, = 1.2x (.V , + wỊ = 1.2x (046 +134.4} = 93Ó.48(AW) Xỉ„ = 1-2x (Mữ + /Ạ( X /?H1 }= 1.2 x(l 08+ 67x2) = 290 4(Ả-.V./7Ì) ỉỉ„ = 1.2/ //„ = 1.2x07 = SŨ.4ỊA-.V) ❖ Kiểm tra sức chịu tải : - Xét O' day móng, diện tích đáy móng BxL = 1.6 x 2.1 (m) - Tính ■ _ Vị / /?! + X+ / / lì _ ] "ị / 0.5 i I S.4 y 1.3 i 19.2 X 0.2 =_ ư" - Tính Với óx 2904 0Ũ2.S2(A.V /W) 2.1 / 1.0: -Tính ■ "I 0,2 , 0,2 Ta có, a = 1.31 => a = - a = - 131 = 0,85 a2=1 02 , “3= Đất cát pha : c = 25 ( kPa) 02 1+ 1+ *= ĩtr 1’15 lị = Ỵ //í = 18.13x = 3ồ.2(i(A’;V /ÌJÌ } Với ^ = 20° theo bảng tra hệ số i, ta được: N V = 0; V = 7, 4; V = I 7,7 ■í Hệ số an toàn Fs = 1.5 Vậy —_s (ũ.86> 1x5x19,2xl.6)+(1x7,4x36,26) i (1,14x17.7x25) = 562.23(^/77?) 1s /7.,, = 278 71 (tìv /m') < [/7 ] = 562.23(Á’;V ỉ ỉỉỉ Ị => p.r:x - (1Ũ2.82(Ắ'.V /7?) < 1.2/ [/7] = Ơ74.6S(A’.V: tìi ' Ị => Thỏa mãn Vậy móng có kích thước đủ sức chịu tải ❖ Kiểm tra lật: g Mgi LM * I1 ] K Điều kiện kiểm tra: Trong đó: _ ^ Mgi: Tổng momen giữ để móng khơng bị lật, lấy với mép móng _ s Mg1: Tổng momen gây lật cho móng, lấy với mép móng _ I ]: Hệ số ổn định lật cho phép, lấy 1,4 K Với : ổ 1.6 y ,v/ „ = ,v X ị =936.48 X ự = 749.1 8MT.77I y ,w,, = ,w., = 290.4(^.777) => Thỏa mãn Vậy móng với kích thước khơng có khả bị lật ❖ Kiểm tra trượt: Điều kiện kiểm tra: „ _(.y,,/./■)< Â.,, = - -=* Â = 1.-1 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 _ H _[ B : Lực xơ ngang K ]: 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) _ (936.48x0.35)+(25x1.6x2.1) c , Au= - - = 5.12 iì Ấ., 1=1 => ■ ■■"4 ■ r => Thỏa mãn Vậy móng với kích thước khơng có khả trượt cục b Theo trạng thái giới hạn II (TTGH II): Cơng 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: '■.= i Yi* 0i z Trong đó: _ Y ,•: Trọng lượng riêng tự nhiên lớp đất phân tố thứ i _ 0,: Chiều sâu từ điểm tính lớp đất phân tố lún tới mặt đất z - Tính ứng suất gây lún theo cơng thức: /\ơz = K0 *p Trong đó: K0 - hệ số tính ứng suất, tra bảng phụ thuộc vào z/b l/b (TCVN 9362-2012) Pgi - Tải trọng gây lún, tính theo cơng thức sau: ,v„ ■, 935.48 ■ „ p =-—-ỵx /?,„ = • _ - 13X = 242.45(Ả-.V / tỉi = 24.24(T/m ') w 1.5x2.1 - Tính lún cho lớp đất phân tố đồng theo công thức: I CT - — X A ÍT, X h, E Trong đó: _ p = 0,8 _ Eo = 14000 (kPa) = 1400 (T/m2) _ hi: Chiều dày lớp đất phân tố thứ i _ A ơi: Ứng suất gây lún > Kết tính tốn ta có bảng sau: Lớ p y Điểm (T/m ) Lớ p (Cá pha ) 1,92 hi Z0 z (m) (m) (T/m2) z z/b (m) (m) 0,0 3,840 0,0 0,00 1,000 24.24 5,760 0,63 0,631 15,295 2,655 0,000 0,874 7,680 1,25 0,322 7,805 1,016 0,446 9,600 1,88 0,163 3,951 0,412 11,520 2,548 0,221 13,440 2,50 0,105 3,13 0,066 1,6 0,119 0,225 0,145 0,091 Ko bơi bơi (T/m ) ô i (cm) z 6,313 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG Lớp 1,85 GVHD : TRẦN VĂN THUẬN 14.800 3.75 0.050 1,212 0.082 0,0692 Tại đáy lớp có A / ơz = 0.082 < 0.1, ta dừng tính lún lớp Biểu đồ áp lực tải trọng thân tải trọng cơng trình (T/m2) - Tính tổng độ lún lớp đất tới điểm cần tính lún: ^=ÌL i =L 0.874+0.446+0.2257+0.1455+0.0914+ 0.062 = 1.852 (cm) Sx = 1.852 (cm) < Sgh = (cm).Thỏa mãn điệu kiện giới hạn lún SVTH : Triệu sùng thiêm 10 BÀI TẬP LỚN NỀN MĨNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN PHẦN III : TÍNH TỐN-THIẾT KẾ MĨNG CỌC Chọn cấu tạo đài : ❖ Xác định hm Ta có : Chọn độ sâu đặt đáy đài là: hm = 1,5 (m), đặt lớp thứ Giả thiết chiều rộng đài B = 1,5 (m) Lực xô ngang Ho = 140 (kN) 17x0.5 + 18.4x1 Trọng lượng riêng tự nhiên lấy đáy móng: Ỵ = y— = 17.93(AA ì m Ị - 11 Góc ma sát trong: ọ = 17° => Độ sâu chọn thỏa mãn điều kiện cân áp lực - Chọn lớp để đặt mũi cọc chôn vào lớp thứ (m) Cao trình mũi cọc độ sâu: -18 (m) (Không kể phần vát nhọn mũi cọc) Chiều dài tính tốn cọc: Ltt = (0.5+1.3+5.2+4.0+7)-1.5= 16.5 (m) ❖ Chiều dài thực tế phải gia cơng cọc bao gồm chiều dài tính tốn; chiều dài đoạn ngàm cọc vào đài (Lng) chiều dài đoạn mũi cọc (Lm) Lcọc = Ltt + Lng + Lm = 16.5 + 0,2 + 0,3 = 17 (m) SVTH : Triệu sùng thiêm 11 BÀI TẬP LỚN NỀN MĨNG 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 4020 - 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 cơng thức : P = ọ (Rb.Ab + RS.AS) VL Xác định hệ số uốn dọc ọ: ọ = 1,028 - 0,0000288 A - 0,0016 Ầ Với : A - độ mảnh cọc : A = 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 ; A = 8.5/0,3 = 28.33 Thay số, ta có : ọ = 1,028 - 0,0000288 x 28.332 - 0,0016 x 28.33 = 0,959 Sức chịu tải cho phép trường hợp : P =ọ (Rb Ab + R A )L 0,959 (14500 X 0,09 + 280000 X 12,56 X 10-4)=1588 kN VL S S ❖ Xác định sức chịu tải cực hạn theo tiêu tiêu lý đất Sức chịu tải trọng nén cực hạn cu (kN), xác định công thức : R ó c,u=Vc R Trong : Vc - Hệ số điều kiện làm việc cọc đất, Vc= Qb- 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= l= 20.5x(H23%)_ |=O697 19.2 Ỵ 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 Ycq- 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 Ycq = 1,1 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 Ycf - Hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc mặt bên cọc, lấy theo bảng - TCVN 10304:2014 - Trang 27, có Ycf = 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) - => Tra bảng - TCVN 10304:2014 - Trang 25 Ta - = 10.(1 (kPa) Làm tương tự cho lớp 3, 4, ta có : - £ =0.(1 < I Ìxỉ, , - - T , , ỉ Lớp = 0.5< - :I — SVTH : Triệu sùng thiêm 13 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG - GVHD : TRẦN VĂN THUẬN - Lớp : Cát bụi -Việc tính tốn lập thành sau : - Trạ L ng thái ớp đất đất Trồ ng trọt Sét - phaCát pha Sét pha Cát bụi - Chi Đ ều dày ộ sâu Li- (m) Zi-(m) - 1, 0,3 ,6 - 5,2 - 65 4, ,5 - 4,0 - 40 9, ,6 - Tổng cộng 4,5 - I - I - Y - cf ,i ,8 ,8 ,8 ,8 f i (kPa - ) fi 0 0,6 2,8 -9 7,6 Ycf,i*Li* - 2,544 94,848 60,8 210,56 368,75 -Thay số : - Rc,u = 1(1,1x1749x0,09 + 1,2x368.725) = 615.65(kN) -Xác định tải trọng đất : đn=ỸỈÒỸl R 1,15*1,75 615.65 351.8(kN) -Trong : - Y - 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 - Yn - Hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình, lấy 1,15 với tầm quan trọng cơng trình cấp II - Yk - 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 ; Yk =6 1,75 Tra theo TCVN 10304:2014 - Trang 19 P x x -Xác định tải trọng thiết kế : - PTK = ( PVL ; Pđn ) = (1588 ; 351.8) = 351.8 (kN) Xác định tải trọng trọng tâm đáy đài ptt_ P TK =(3d) - 351.8 (3 X 0,3)2 =434 (kPa) Phản lực cọc lên đáy đài : - Diện tích sơ đáy đài : SVTH : Triệu sùng thiêm 14 BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG GVHD : TRẦN VĂN THUẬN "4f- —s ——— -^ - x •< r = L 6.25 (m2) P -nXỴtbXhm 434 -1,1 X 20 X 1,5 - Tổng lực dọc tính tốn tính đến đáy đài : N =N0t+ Nđ=N0 + (n X Asđb X Ytb X hm) - L2505+(1,1 X 6.4 X 20 X 1,5) = 2716.2 (kN) - Tải trọng theo phương ngang HB : Htt=H 0=140 (kN) - Momen theo phương cạnh ML : Mtt= M0+(H0 X Hd)=212+(141 X 1.5) = 423.5 (kN.m) - Tên tải trọng v7 Bảng tổ hợp trọng trọng tâm đáy đài - Đơn vị - Na - kN - Htt - kN - Ma - kN.m - Lực tác dụng - 2716’2 - 140 - 423’5 - - - Ghi Tính số lượng cọc bố trí - Số lượng cọc móng : - nc=V X-^Ị = 1,5 X ^16í2 = L 11’58 (cọc) P TK 351,8 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 toán a/ Theo trạng thái giới hạn I (TTGH I) - - Điều kiện kiểm tra : - Nmax + Wc ó 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 : ,r_v M^Xi - - ‘n+ s x?Trong : - MB = Mtt=ó 423,5(kN.m)-V=Ntt=ó 2716,2 (kN) 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 : Xi V(k MB(k Nị(k E( ự N) N.m) N) (m ) Cọc (m) - 271 - 423, - 196, -2,5 35 6,2 - 271 - 423, - 208, -1,5 35 6,2 - 271 - 423, - 220, -0,5 35 6,2 - 271 - 423, - 232, - 0,5 35 6,2 - 271 - 423, - 244, - 1,5 35 6,2 5 - 271 - 423, - 256, - 2,5 35 6,2 - 271 - 423, - 196, -2,5 35 6,2 - 271 - 423, - 208, -1,5 35 6,2 - 271 - 423, - 220, -0,5 35 6,2 - 271 - 423, - 232, 10 - 0,5 35 6,2 - 271 - 423, - 244, 11 - 1,5 35 6,2 5 - 271 - 423, - 256, 12 2,5 35 6,2 - Tính trọng lượng tính tốn cọc từ đáy đài đến mũi cọc : - uf =n X Apx Lttx Ybt = 1,1 X 0,32 X 16.5 X 25=0 40.83 (kN) Kiểm tra điều kiện : - Nmax = 256,6 L PTK + VK = 351.8 +40.83=392.63 (kN) => Thỏa mãn - Nmin = 196,1 (kN) L ; 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 (Bqu ; 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 - „_