ĐỒ án môn học nền MÓNG GVHD TS lê bảo QUỐC PHẦN a THIẾT kế MÓNG NÔNG

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC PHẦN A: THIẾT KẾ MĨNG NƠNG I SỐ LIỆU TÍNH TỐN I.1 Số liệu địa chất thủy văn Lớp đất Lớp đất Lớp đất Số hiệu 26 Số hiệu 57 Số hiệu 105 Chiều dày (m) 2,6 4,1 ∞ Độ ẩm tự nhiên w (%) 32,4 28,6 15,5 Độ ẩm giới hạn nhão WL (%) 34,7 46,9 - Độ ẩm giới hạn dẻo Wp (%) 28,5 26,1 - Dung trọng tự nhiên γ (kN/m3) 1,78 1,91 1,97 Tỷ trọng hạt Gs 2,66 2,71 2,64 Góc ma sát φ (độ) 12010’ 16005’ 36000’ Lực dính đơn vị c (kG/cm2) 0,12 0,34 0,38 Số liệu địa chất Kết thí nghiệm nén e-p với 50 0,929 0,789 - - áp lực p (kN/m2) 10 0,869 0,764 - - 20 0,867 0,741 - - 30 0,845 0,722 - - Kết xuyên tĩnh qc (MPa) Kết xuyên tiêu chuẩn N 1,4 8,5 17 26 34 Thành phần hạt(%) tương ứng với cỡ hạt lớp Hạt cát Hạt sỏi Thô To Vừa Nhỏ Mịn Đường kính hạt 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 5-2 32 28,5 15 7,5 5,5 SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com 11,5 ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC I.2 Xác định tính chất lý lớp đất  I.2.1 Lớp đất 3 : thuộc nhóm đất rời - Xác định tên đất theo thành phận hạt ,trọng lượng hạt lớn 0,5mm chiếm 72% > 50% ,đất cát thô - Xác định trạng thái theo độ rỗng e e= Gs × γ w ×( 1+ 0,01 w) 2,64 ×10 × ( 1+0,01 ×15,5 ) −1= −1=0,82 γ 9,7 Vậy 0,55< e=0,55≤ 0.7  Đất trạng thái chặt vừa - Môđun biến dạng xác định theo tương quan thực nghiệm Mitchell Gardner (1975) (kN/m2), Với N số thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT : N=34 ⇒ E 0=766 N=766 × 34=26044 (kN/cm2) I.2.2 Lớp đất 2: thuộc nhóm đất dính - Xác định tên trạng thái đất theo số dẻo Ip độ sệt IL Chỉ số dẻo Ip Lớp đất Tên Độ sệt IL đất Trạng thái đất Lớp 17> I p=6,2>7 Á sét ≤ I L =0,63 ≤1 Dẻo cứng Lớp 17< I p=20,8 sét ≤ I L =0,12≤ Dẻo cứng a Lớp - Xác định hệ số rỗng e SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC e= Gs × γ w ×( 1+ 0,01 w) 2, 66 ×10 ×(1+0,01 ×32,4) −1= −1=0,98 γ 17,8 - Mơđun biến dạng: Trong đó:  cho tất loại đất, theo TCVN 45-78  Hệ số nén lún: a 50÷ 300= e1−e2 , 929−0,845 −4 = =3,36 ×1 kN/m2 p2− p1 300−50 ⇒ E o= 1+ e1 1+0,929 × β= ×0,8¿ 4592,86 kN/m2 −4 a 3,36× b Lớp - Xác định hệ số rỗng e e= Gs × γ w ×( 1+ 0,01 w) 2,71×10 × (1+ 0,01× 28,6 ) −1= −1=0,82 γ 19,1 - Mơđun biến dạng: Trong  cho tất loại đất, theo TCVN 45-78  Hệ s nộn lỳn: a 50ữ 300= e1e2 0,7890,722 = =2,68ì 10−4 kN/m p2 − p1 300−50 SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC 1+ e 1+0,789 ×0,8=5340,29 kN/m2 - ⇒ E o= a × β= 2,68× 10−4 - Mực nước ngầm nằm cách mặt đất tự nhiên -5,6m  - Trọng lượng riêng đẩy nổi  Với S = mực nước ngầm độ bão hòa 85% ⇒ γ '= G s−1−e ( 1−S ) 2,71−1−0,82 ×(1−1) γ w= ×10=9,4 kN/m3 1+ e 1+0,82 I.3 Đánh giá tình hình địa chất, thủy văn Tiêu chí đánh giá tính chất xây dựng đất tốt  o Chỉ số thí nghiệm xuyên tiêu chuần NSPT ≥ o Sức kháng xuyên qc ≥ 0,5 Mpa o Góc ma sát trong φ ≥ 100 BẢNG ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT XÂY DỰNG CỦA ĐẤT Lớp đất NSTP qc φ Nhận xét Lớp N=8> qc= 1,4 > 0,5 φ=12010’ >100 Đất tốt Lớp N=26 > qc= 8,5 > 0,5 φ=16005’ >100 Đất tốt Lớp N=34 > qc= 17 > 0,5 φ=36000’>100 Đất tốt SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC Lớp 1: Đất cát thô , trạng thái chặt vừa kN/m3 Lớp 2: Đất cát, trạng thái dẻo kN/m3 kN/m3 Lớp 3: Đất sét, trạng thái nửa cứng kN/m3 kN/m3 I.4 Xác định tải trọng tác dụng xuống móng, Tải trọng chân cột C1 tiết diện 40x30cm Nội lực Tải trọng tính tốn Hệ số n Tải trọng tiêu chuẩn N =730 kN 1,15 N 730 N = = =634,78 kN n 1,15 Lực dọc N Lực cắt Q Qtt = 18 kN 1,15 Qtc = Moment M Mtt =97 kN.m 1,15 M = tt tc tc tt Qtt 18 = =15,65 kN n 1,15 tt M 97 = =84,35 kN n 1,15 Tải trọng chân tường T3 dày 25cm SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC Nội lực Tải trọng tính tốn Hệ số n Tải trọng tiêu chuẩn N =320 kN 1,15 N tt 320 N = = =278,26 kN n 1,15 Lực dọc N Lực cắt Q Qtt = 15 kN 1,15 Qtc = Moment M Mtt =35 kN.m 1,15 M = tt tc tc Qtt = =7,83 kN n 1,15 tt M 35 = =30,43 kN n 1,15 II THIẾT KẾ MĨNG ĐƠN II.1 Chọn chiều sâu chơn móng - Đối với móng nơng thiên nhiên, thơng thường độ sâu chơn móng chọn Df < 2b - Xét điều kiện địa chất lớp đất ta thấy lớp đất thứ đủ dày nên đặt móng vào đất thứ sâu 1,2 m Chọn chiều sâu chơn móng Df = 1,2m - Chọn bê tơng B20 (M250) có Rbt = 0,09 kN/cm2 Rn = 1,5 kN/cm2 II.2 Xác định kích thước sơ đáy móng - Chọn sơ bề rộng móng: b = 1,3m - Chọn sơ chiều cao móng: hm = 0,6m - Xác định sức chịu tải đất theo TCVN 45-78: SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC Trong đó: o m1 m2 :lần lượt hệ số điều kiện làm việc đất hệ số điều kiện làm việc cơng trình tác động qua lại với đất o ktc: hệ số độ tin cậy, thường chọn lấy trực tiếp từ thí nghiệm 1,1 lấy từ bảng thống kê, Thơng thường tính tốn thường chọn o Các hệ số A, B, D phụ thuộc vào góc ma sát φ lớp đất dáy móng, Lớp đất có φ = 12010’ Tra bảng nội suy: => A = 0,24; B= 1,96; D = 4,44 o γ I : trọng lượng riêng thể tích lớp đất từ đáy móng trở xuống γ I =17,8 kN/m3 o : trọng lượng riêng thể tích trung bình lớp đất từ đáy móng trở lên γ ¿tb =17,8 kN/m3 o c : lực dính đơn vị c=12 kN/m2 ¿ 1,2× ( 0,24 ×1,3 × 17,8+ 1,96× 1,2× 17,8+4,44 × 12 ) ¿ 120,84 kN/m2 - Diện tích đáy móng: bê tơng đất đắp móng, SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN , với : lượng riêng trung bình kN/m3 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC tc N 634,78 ⇒ F m ≥ tc = =6,72 m2 p −γ tb Df 120,84−22× 1,2 - Xét đến lệch tâm tải trọng tác dụng, chọn k =1,2 - Khi ta có: b ¿= √ √ Fm 2,159 = =2.37m ,  Chọn b = 2,5 m k 1,2 - Suy cạnh dài móng : l=b × k =2,5× 1,2=3m Chọn l = 3,0 m II.3 Kiểm tra kích thước đáy móng theo điều kiện ổn định - Tính lại sức chịu tải đất nền : ¿ 1,2× ( 0,24 ×2,5 × 17,8+1,96 ×1,2× 17,8+4,44 ×12 ) = 127kN/m2 - Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khơng điều có dạng hình thang tam giác phục thuộc vào độ lệch tâm e: với (m) Trong moment tiêu chuẩn tác dụng đáy móng: tc tc tc M m =M +Q ×h m=84,35+15,65 ×0,6=93,74 Nm ⇒ e= M tcm N tc = 93,74 =0,15m 634,78 - Áp lực tiêu chuẩn lớn đất ( SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN ): MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC ¿ ( ) 634,78 × 0,15 1+ +22 ×1,2=136,43 kN/m2 x 2,5 - Áp lực tiêu chuẩn nhỏ đất ( ¿ ( ): ) 634,78 ×0,15 1− +22 ×1,2=85,65 kN/m2 × 2,5 - Áp lực tiêu chuẩn trung bình: p tcmax + ptcmin 136,43+ 85,65 p = = =111,04 kN/m2 2 tc tb - Kiểm tra điểu kiện: (Đạt u cầu) - Áp lực tính tốn đất : kN/m2 kN/m2 kN/m2 II.4 Kiểm tra kích thước đáy móng điều kiện cường độ - Sức chịu tải cực hạn móng theo Terzaghi: Với φ =12010’tra bảng nội suy hệ số sức chịu tải Terzaghi: SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC Nγ = 1,5 ; ; kN/m2 kN/m2 > kN/m2 (Đạt yêu cầu) II.5 Kiểm tra kích thước móng theo trang thái giới hạn II – biến dạng: - Kiểm tra kích thước móng theo TTGH II kiểm tra theo điều kiện biến dạng đất nền, - Mục đích nhằm đảm bảo cho biến dạng không vượt giới hạn cho phép để sử dụng cơng trình cách tốt Độ lún lệch móng góc xoay (i) móng phải đủ nhỏ để không gây nội lực phụ nguy hiểm cho kết cấu cơng trình: - Tính tốn độ lún tiến hành với nhiều phương pháp, dựa kết nén cố kết với đường cong e-p áp dụng công thức sau: (1) (2) (3) (4)  Tính lún theo phương pháp cộng lớp phân tố - Áp lực tiêu chuẩn gây đáy móng: SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 10 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC - Áp lực tác dụng đáy móng thỏa điều kiện: - Ứng xuất gây lún đáy móng: kN/m2 - Chia vùng nén lún Hn thành nhiều lớp nhỏ đồng : , Chọn hi = 1m - Tính ứng suất hữu hiệu lượng thân gây lớp đất thứ i ứng suất tải trọng , Với KẾT QUẢ TÍNH ỨNG SUẤT HỮU HIỆU DO σ ' ViVÀσ Z GÂY RA Tầng địa chất Lớp đất thứ γ Lớp Độ kN/ phân tố sâu z m3 thứ i (m) 0,6 18,5 1,2 1,8 2,1 Tỷ số Tỷ số kg σ Z =4 k g p gl σ ' V kN/ kN/m2 m2 z/b l/b 0,00 1,333 0,25 125,033 22,2 0,4 1,333 0,243 121,532 33,3 0,8 1,333 0,212 106,028 44,4 0,867 1,333 0.203 101,527 46,25 1,2 1,333 0,171 87,436 55,9 SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 11 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC 2,4 1,6 1,333 0,133 85,523 67,48 2,8 1,867 1,333 0,109 66,518 71,4 3,4 2,267 1,333 0,085 54,514 77,28 2,667 1,333 0,067 42,511 83,16 4,6 3,067 1,333 0,054 33,509 89,04 5,2 3,133 1,333 0,053 27,007 90,02 5,5 3,467 1,333 0,044 26,507 94,92 5,8 3,867 1,333 0,037 22,006 100,8 6,4 4,267 1,333 0,031 15,505 106,68 4,667 1,333 0,026 13,003 112,56 7,6 5,067 1,333 0,023 11,503 118,44 Lớp đất thứ 19,3 10 11 12 Lớp đất thứ 13 9,8 14 15 SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 12 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC Biểu đồ ứng xuất hữu hiệu trọng lượng thân σ ' V tải trọng σ Z gây đất - Theo môđun biến dạng Eo = 4215,76 kN/m2 < 5000 kN/m2 σ' 133,396 v - Theo biểu đồ ứng suất ta thấy tỷ số σ = 11,76 =11,343>10, độ sâu z=7,6 m kể z tử đáy móng,  Nên H n=7,6 m n n i =1 i=1 - Tính lún ổn định theo phân tố thứ i: sc =∑ s ci=∑ SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 13 β × σ zi × hi E0 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC Trong đó: • β : Hệ số xét tính nở hơng đất, lấy β=0,8 cho loại đất • E0 : Mơdun biến dạng đất • σ Z: Ứng suất tải trọng ngồi gây lớp đất • hi : Bề dày lớp đất tính lún KẾT QUẢ TÍNH LÚN TỪNG LỚP PHÂN TỐ σZ Lớp phân tố Chiều dày hi E0 thứ i (cm) (Kn/m2) (cm) 10 11 12 13 14 15 60 60 60 30 30 40 60 60 60 60 30 30 60 60 60 123,283 113,78 103,778 94,482 86,48 76,021 60,516 48,513 38,02 30,258 26,757 24,257 18,756 14,254 12,253 2,091 1,930 1,760 0,801 0,208 0,122 0,146 0,117 0,092 0,073 0,032 0,138 0,214 0,162 0,140 7,916 β 0,8 2829,80 0,8 19916 0,8 4215,76 Độ lún Sci Tổng Sc - Theo TCVN 45-78, cơng trình dân dụng Sgh = 10cm - Mà Sc = 7,916cm < Sgh =10cm (Đạt yêu cầu) II.6 Kiểm tra chiều cao móng (hm = 0,6m) SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 14 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC II.6.1.Theo điều kiện xun thủng - Để móng khơng bị xun thủng sức chống chọc thủng thân móng khơng nhỏ lực gây chọc thủng - Do móng chịu tải trọng lệch tâm, phản lực đáy móng phân bố khơng đều, khả móng bị bẻ gãy khu vực phản lực đáy móng cực đại nhiều nên cần tính tốn với mặt xun bất lợi thay tính cho tháp xun thủng tt P xt =p × A ≤ Pcx=0,75× Rbt ×h × ( bc +h0 ) (1) Trong đó: • h0 = hm – a0 = 0,6 – 0,07 =0,53 m (Chọn a0 = 0,07m) • A1: diện tích mặt tháp xuyên thủng A 1= b −( bc +2 h0 )2 ]= [ , 52−( 0,22+2 ×0,53 )2 ]=0,153m2 [ 4 • ptt3 : phản lực đất ngồi tháp xuyên thủng mặt xuyên bất lợi kN/m2 Với ¿ 100,108+ 2+ 0,25+2× 0,53 ( 233,230+100,108 )=202,170kN/m2 2× Thay vào phương trình (1): 217,7 ×0,153 ≤ 0,75 ×900 × 0,53× ( 0,22+0,53 ) 2 ⇔ 33,308 kN /m < 268,313 kN /m (thỏa điều kiện) II.6.2.Theo điều kiện chống uốn √ ptttb ×l Điều kiện chống uốn móng lệch tâm: h ≥ L 0,4 Rn ×l c Với L= l−l c 2−0,25 = =0,875 m 2 SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 15 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC ⇒ ( thỏa điều kiện) Vậy chiều cao hm = 0,6m đảm bảo điều kiện làm việc ổn định không bị chọc thủng II.7 Tính tốn cốt thép cho móng - Sử dụng thép nhóm CII có cường độ chịu kéo Rs = 28,0 kN/cm2 - Chọn thép đường kính ϕ 10mm bố trí cho hai phương móng: - Diện tích ϕ 10 là: A ϕs 12=0,785 c m2 II.7.1.Nội lực tính tốn Ta có: ( ¿ 100,108+ ( 233,230−100,108 ) × 1− ) 0,875 =174,989 kN/m2 - Moment uốn quanh mặt ngàm I-I: ¿ ( ×233,230+147,989 ) × ( 2−0,25 )2 × 1,5=122,777 kNm 24 - Moment uốn quanh mặt ngàm II-II: ¿ ( 233,230+100,108 ) × ( 1,5−0,22 )2 × 2=68,268kNm 16 II.7.2.Tính tốn cốt thép theo phương cạnh dài M 122,777× 100 I−I I −I - Diện tích cốt thép: A s = 0,9h R ¿ 0,9× 53× 28 =9,193 c m s SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 16 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC I− I - Số thép cần thiết: n= As A ϕ 12 s = 9,193 =11,711, Chọn n = 12 0,785 - Khoảng cách thép: a= Vậy chọn bố trí thép b−2 a 150−2× = =12,364 cm n−1 12−1 hình vẽ: II.7.3.Tính tốn cốt thép theo phương cạnh ngắn M 68,268× 100 II− II II−II - Diện tích cốt thép: A s = 0,9 h R ¿ 0,9× 53× 28 =5,111 c m s II −II - Số thép cần thiết: n= As A ϕ 12 s = 5,111 =6,511, Chọn n = 10 0,785 - Khoảng cách thép: a= Vậy chọn bố trí thép l−2 a0 200−2 ×7 = =20,667 cm n−1 10−1 hình vẽ: Cấu tạo bố trí cốt thép móng SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 17 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC NỀN MĨNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 18 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ... 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC - Áp lực tác dụng đáy móng th? ?a điều kiện: - Ứng xuất gây lún đáy móng: kN/m2 - Chia vùng nén lún Hn... 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC ⇒ ( th? ?a điều kiện) Vậy chiều cao hm = 0,6m đảm bảo điều kiện làm việc ổn định không bị chọc thủng II.7... thép: A s = 0,9h R ¿ 0,9× 53× 28 =9,193 c m s SVTH: NGUYỄN THỊ MỶ VÂN 16 MSSV: 16D15802010492 download by : skknchat@gmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG | GVHD: TS LÊ BẢO QUỐC I− I - Số thép cần thiết: