Báo cáo đồ án môn học nền móng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MƠN ĐỊA CƠ NỀN MĨNG -  - BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MĨNG GVHD: TS Lê Trọng Nghĩa SVTH: Nguyễn Thành Trí MSSV: 1814466 Nhóm: A01 TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT LỚP A: LỚP 2.1 Dung trọng riêng 2.2 Tỉ trọng hạt Gs 2.3 Độ ẩm W 11 2.4 Giới hạn chảy WL 14 2.5 Giới hạn dẻo WP 16 2.6 Lực dính c góc ma sát 19 LỚP 26 3.1 Dung trọng riêng 27 3.2 Tỉ trọng hạt Gs 29 3.3 Độ ẩm W 31 3.4 Giới hạn chảy WL 32 3.5 Giới hạn dẻo WP 34 3.6 Lực dính c góc ma sát 36 LỚP 41 4.1 Dung trọng riêng 41 4.2 Tỉ trọng hạt Gs 52 4.3 Độ ẩm W 57 4.4 Giới hạn chảy WL 62 4.5 Giới hạn dẻo WP 67 4.6 Lực dính c góc ma sát 72 LỚP 90 5.1 Dung trọng riêng Gs , W, WL, WP 90 5.2 Lực dính c góc ma sát 90 BẢNG TỔNG HỢP 93 CHƯƠNG TÍNH TỐN MĨNG BĂNG 95 2.1 CHỌN VẬT LIỆU LÀM MÓNG 95 2.1.1 Chọn cốt thép 95 2.1.2 Chọn bê tông 95 2.2 TẢI TRỌNG TÍNH TỐN 95 2.3 CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT MÓNG 96 2.4 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MĨNG 97 2.4.1 Xác ịnh chiều dài móng băng 97 2.4.2 Xác ịnh sơ bề rộng móng băng (Bm) 97 2.4.3 Chọn chiều cao dầm móng 100 2.4.4 Chọn chiều cao cánh móng 100 2.5 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỀN 100 2.6 KIỂM TRA LÚN 101 2.6.1 Ứng suất móng 101 2.6.2 Tính ộ lún móng theo phương pháp cộng lớp phân tố 101 2.6.3 Kết tính lún 103 2.7 KIỂM TRA CƯỜNG ĐỘ ĐẤT NỀN 104 2.8 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHỐNG TRƯỢT CHO MÓNG 105 2.9 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CĐ ĐẤT NỀN DƯỚI ĐÁY MÓNG 106 2.10 KIỂM TRA CHỐNG CẮT 108 2.11 THIẾT KẾ CỐT THÉP MÓNG BĂNG 107 2.11.1 Tính tốn nội lực SAP2000 107 2.11.1.1 Chọn model hệ ơn vị 107 2.11.1.2 Khai báo vật liệu 110 2.11.1.3 Khai báo tiết diện 110 2.11.1.4 Khai báo tải trọng: 111 2.11.1.5 Gán tải trọng tập trung chân cột: 111 2.11.1.6 Gán lị xo với ộ cứng ã tính toán vào joint sau ã ược chia nhỏ 111 2.11.1.7 Gán bậc tự cho hệ kết cấu: 112 2.11.2 Kết nội lực phần mềm SAP2000 112 2.11.2.1 Biểu Moment 112 2.11.2.2 Biểu lực cắt 113 2.11.2.3 Kết nội lực 113 2.11.2.4 Tổng hợp kết 113 2.11.3 Thiết kế cốt thép 114 2.11.3.1 Xác ịnh tiết diện làm việc 114 2.11.3.2 Nhóm thép số 114 2.11.3.3 Nhóm thép số 115 2.11.3.4 Nhóm thép số 116 2.11.3.5 Nhóm thép số 117 2.11.3.6 Nhóm thép số 117 2.11.3.7 Nhóm thép số 117 2.11.3.8 Neo nối cốt thép 117 2.12 BẢN VẼ 119 PHẦN II MÓNG CỌC 120 CHƯƠNG TÍNH TỐN MĨNG CỌC 121 3.1 CHỌN VẬT LIỆU LÀM MÓNG 121 3.1.1 Chọn cốt thép 121 3.1.2 Chọn bê tông 121 3.2 TẢI TRỌNG THIẾT KẾ MÓNG CỌC 121 3.3 SỐ LIỆU VÀ MẶT CẮT ĐỊA CHẤT 121 3.4 CHỌN CHIỀU SÂU CHƠN MĨNG VÀ SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CỌC124 3.5 TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỌC 124 3.5.1 Tính sức chịu tải cọc theo ộ bền vật liệu 124 3.5.2 Sức chịu tải cọc theo tiêu lý ất 127 3.5.3 Sức chịu tải cọc theo cường ộ ất (theo TN cắt trực tiếp) 131 3.5.4 Sức chịu tải cọc theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT 131 3.5.5 Sức chịu tải thiết kế cọc 133 3.6 TÍNH TỐN SƠ BỘ SỐ LƯỢNG CỌC: 134 3.7 BỐ TRÍ CỌC 134 3.8 KIỂM TRA TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CỌC 134 3.9 KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA NHÓM CỌC: 135 3.9.1 Tính hệ số nhóm: 135 3.9.2 Sức chịu tải nhóm cọc: 135 3.10 ĐỘ LÚN MÓNG CỌC 136 3.10.1 Xác ịnh kích thước khối móng quy ước 136 3.10.2 Kiểm tra ổn ịnh ất áy móng khối quy ước: 137 3.10.3 Kiểm tra ộ lún móng khối quy ước 139 3.11 KIỂM TRA ĐÀI CỌC 142 3.11.1 Kiểm tra iều kiện xuyên thủng cho ài 142 3.11.2 Kiểm tra iều kiện cắt cho ài 143 3.12 TÍNH THÉP CHO ĐÀI MÓNG 144 3.12.1 Sơ tính 144 3.12.2 Xác ịnh Moment ài (cho hai phương) 144 3.12.2.1 Theo phương L 144 3.12.2.2 Theo phương B 144 3.13 KIỂM TRA CỌC THEO ĐIỀU KIỆN CẦU VÀ DỰNG CỌC 145 3.14 KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG BẰNG SAP2000 145 CHƯƠNG THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 4B Khối lượng ã khảo sát gồm hố khoan: LK1, LK2, LK3, LK4 Hố khoan LK1 LK2 sâu 80 mét, hố có 40 mẫu thí nghiệm Hố khoan LK3 sâu 100 mét, có 50 mẫu thí nghiệm Hố khoan LK4 sâu 100 mét, có 48 mẫu thí nghiệm Nền ược c ấu tạo lớp ất Lớp A: Thành phần gồm: Rác, xà bần Lớp khơng có số liệu Lớp 1: Thành phần gồm: Bùn sét, xám en, trạng thái chảy Lớp có 41 mẫu: ● Hố khoan LK1 có 10 mẫu: UD-1, UD-2, UD-3, UD-4, UD-5, UD-6, UD-7, UD8, UD-9, UD-10 ● Hố khoan LK2 có 10 mẫu: UD-1, UD-2, UD-3, UD-4, UD-5, UD-6, UD-7, UD8, UD-9, UD-10 ● Hố khoan LK3 có 11 mẫu: UD-1, UD-2, UD-3, UD-4, UD-5, UD-6, UD-7, UD8, UD-9, UD-10, UD-11 ● Hố khoan LK2 có 10 mẫu: UD-1, UD-2, UD-3, UD-4, UD-5, UD-6, UD-7, UD8, UD-9, UD-10 2.1 Dung trọng riêng γ: Trọng lượng riêng t lớp SỐ HIỆU STT Hố khoan t t - ( tb tb ) t Ghi MẪU (kN/m3) (kN/m3) (kN/m3)2 UD1 15.3 0.659 0.434 Nhan UD2 15.2 0.559 0.312 Nhan UD3 14.4 0.241 0.058 Nhan UD4 13.9 0.741 0.550 Nhan UD5 14.3 0.341 0.117 Nhan UD6 14.3 0.341 0.117 Nhan UD7 14.5 0.141 0.020 Nhan UD8 14.5 0.141 0.020 Nhan UD9 14.8 0.159 0.025 Nhan 10 UD10 14.5 0.141 0.020 Nhan 11 UD1 14.2 0.441 0.195 Nhan 12 UD2 14.5 0.141 0.020 Nhan 13 UD3 14.1 0.541 0.293 Nhan 14 UD4 13.9 0.741 0.550 Nhan 15 UD5 14.3 0.341 0.117 Nhan 16 UD6 14.5 0.141 0.020 Nhan 17 UD7 14.7 0.059 0.003 Nhan LK1 LK2 18 UD8 14.8 0.159 0.025 Nhan 19 UD9 14.8 0.159 0.025 Nhan P=i + + i2 = + = 457.69 (kN) n xi y 8.64 - Kết tính tốn cọc cịn lại nằm bảng ây: Cọc xi (m) xi2 (m) yi (m) yi2 (m) xi2 (m) yi2 (m) P (kN) - 1.00 -1.20 1.44 1.20 1.44 8.64 8.64 457.69 2.00 0.00 0.00 1.20 1.44 8.64 8.64 536.67 3.00 1.20 1.44 1.20 1.44 8.64 8.64 615.64 4.00 -1.20 1.44 0.00 0.00 8.64 8.64 457.69 5.00 0.00 0.00 0.00 0.00 8.64 8.64 536.67 6.00 1.20 1.44 0.00 0.00 8.64 8.64 615.64 7.00 -1.20 1.44 -1.20 1.44 8.64 8.64 457.69 8.00 0.00 0.00 -1.20 1.44 8.64 8.64 536.67 9.00 1.20 1.44 -1.20 1.44 8.64 8.64 615.64 Chiều cao làm việc tiết diện ài: h 0=h d= 1300 - 150= 1150 mm X b− c =2800 600− =1100mm h =o 1150mm Y h− c =2800 600− =1100mm h =o 1150mm Tháp xuyên bao hết ầu cọc nên không cần kiểm tra xuyên thủng 3.11.2 Kiểm tra iều kiện cắt cho ài Qgc (3, 6, 9) = 667.98+667.98+667.98= 2004 kN Qgc (7, 8, 9) = 510.03+589.00+667.98= 1767 kN Qcc = 0.5Rbtbh = 0.5 × 1.05 ×1000 × 3200 × 1150 = 2318.4 kN Đài móng thỏa iều kiện chịu cắt 3.12 TÍNH THÉP CHO ĐÀI MĨNG 3.12.1 Sơ tính Xem ài console có ầu ngàm vào mép cột ầu tự do, với giả thiết ài tuyệt ối cứng 3.12.2 Xác ịnh Moment ài (cho hai phương) 3.12.2.1 Theo phương L: P3( net)tt 615.64 kN L= 0.9 m P6 (net)tt 615.64 kN L= 0.9 m P9 (net)tt 615.64 kN L= 0.9 m M = Pili = 1662.23 kN.m =m bb R bhM 02 = 0.9 14.5 10 1662.23 =−− =−− s R bh b = 0.031 Rs b 1 0.9 14.5 3200 1150 = 4193.84mm 350 Chọn thép Chọn ϕ20 có a s = 314.16 mm2 3.2 1.15 2 = 0.030 0.026 = 0.031 A= Số thép: n = Khoảng rãi: @ = As 4193.84 = =14.5(cây) → Chọn 15 as 314.16 L−100 = 3200−200 n−1 = 214.29 → Chọn @ = 200 mm 15 1− Dùng 15 20@200 mm bố trí 3.12.2.2 Theo phương B P7 L 457.69 kN tt (net) = P8 L 536.67 kN tt (net) = 0.9 m 0.9 m ĐỒ ÁN NỀN MÓNG P9 (net) tt THIẾT KẾ MÓNG CỌC 615.64 kN L = 0.9 m M = Pili = 1449 kNm Tính tốn tương tự phương cạnh L, ta có kết sau: M a Phương h0 (m) m (kN.m) (mm) 7,8,9 1449.00 150.00 1150.00 0.026 0.0266 As (mm2) 3648.51 ( ) 0.1 Do As theo phương B nhỏ phương L nên dùng 15 20@200 mm bố trí 3.13 KIỂM TRA CỌC THEO ĐIỀU KIỆN CẦU VÀ DỰNG CỌC: Mmax = 0.045×q×L2 = 0.045 × (1.5 × 25 × 0.4 × 0.4) × 9.9 = 26.46 kN.m (móc cẩu ặt vị trí cách ầu cọc theo mục 7.1.10 TCVN 10304:2014 oạn 0.3L = 0.3×9.9 = 3.3 m) As = 0.9MRhs = 0.9 350 35026.46 10 = 240.02(mm2)  Vậy thép ã chọn cọc 25 phía (As = 1963.5/2 =981.75 mm2 > 240.02 mm2) thỏa mãn 3.14 KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG BẰNG SAP2000: -Đất xung quanh cọc ược thay lị xo có ộ cứng k thay ổi theo ộ sâu: K Ci = i u a2 -Trong ó: Ci =z ki cọc Với k hệ số tỉ lệ ã tra mục u: chu vi tiết diện a: khoảng cách lò xo (chọn m) -Tính tốn chi tiết lớp z = m: C = kz = 4000×1 = 4000 (kN/m ) i K = C× ×a = 4000×i i u 1.6 i 6.00 Á cát dẻo Cát chặt vừa Á cát dẻo k 4000.00 4000.00 4000.00 4000.00 4000.00 4000.00 4000.00 4000.00 12000.00 12000.00 12000.00 10000.00 10000.00 10000.00 10000.00 10000.00 10000.00 zi 0.00 -1.00 -2.00 -3.00 -4.00 -5.00 -6.00 -7.00 -8.00 -9.00 -10.00 -11.00 -12.00 -13.00 -14.00 -15.00 -16.00 5.00 ×1 = 3200 (kN/m) -Kết tính tốn ược trình bày bảng sau chiều Lớp ất Trạng thái dài A xà bần 1.00 bùn nhão 7.10 Á sét dẻo 2.00 2.90 mềm 4.00 IL k 1.42 4000.00 0.58 12000.00 7.50 0.45 10000.00 2.00 0.20 18000.00 9.50 0.57 10000.00 Cz 0.00 4000.00 8000.00 12000.00 16000.00 20000.00 24000.00 28000.00 96000.00 108000.00 120000.00 110000.00 120000.00 130000.00 140000.00 150000.00 160000.00 ki 0.00 3200.00 6400.00 9600.00 12800.00 16000.00 19200.00 22400.00 76800.00 86400.00 96000.00 88000.00 96000.00 104000.00 112000.00 120000.00 128000.00 10000.00 -17.00 170000.00 18000.00 -18.00 324000.00 18000.00 -19.00 342000.00 18000.00 -20.00 360000.00 10000.00 -21.00 210000.00 10000.00 -22.00 220000.00 10000.00 -23.00 230000.00 10000.00 -24.00 240000.00 10000.00 -25.00 250000.00 10000.00 -26.00 260000.00 10000.00 -27.00 270000.00 10000.00 -28.00 280000.00 10000.00 -29.00 290000.00 -Các bước mơ hình SAP2000: 136000.00 259200.00 273600.00 288000.00 168000.00 176000.00 184000.00 192000.00 200000.00 208000.00 216000.00 224000.00 232000.00 -Kết mơ hình: Biểu momen Biểu lực cắt Kết chuyển vị ngang -U1=0.0034 m, R1=0.00051 rad Chuyển vị góc xoay cho phép ược cho theo nhiệm vụ thiết kế Do chưa biết nên chưa thể kiểm tra nhiên giá trị ta tính ược nhỏ nên ta chấp nhận thỏa iều kiện chuyển vị -Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang biểu tương tác: Số liệu lập biểu ồ: Rb (MPa) b (m) h (m) h0 (m) 0.40 0.40 0.35 b3 14.50 Rsc (MPa) 350.00 Rs (MPa) 0.85 A's (m2) z2 (m) a' (m) 'R 0.000982 As (m2) 0.14 z1 (m) 0.04 x' (m) 1.60 350.00 0.000982 0.14 R 0.53 -Kết Mu, Nu tương ứng ược thể bảng sau ây: Điểm 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 Giá trị M 0.00 N -2659.22 M N 134.47 -1773.31 M 210.16 N -953.13 M 167.88 N -295.80 M 55.84 N 0.00 -Tiến hành lập biểu phần mềm Excel: x=h 0.40 x=0.8*h0 0.29 xR = x 0.19 x= x'R 0.06 x=a' 0.04 BĐTT 3000.00 2659.22 2500.00 1773.31 2000.00 1500.00 953.13 667.98 1000.00 295.80 500.00 0.00 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 -Momen lực nén lớn cọc: M max = 37.9 kN.m, Pmax = 667.98 kN → Nằm biểu tương tác nên cọc ủ khả chịu lực -Momen lực cắt lớn cọc: M max = 37.9 kN.m, Qmax = 68.72 kN -Kiểm tra khả chịu lực: Ta thấy cọc có P max = 667.98 kN, Mmax = 37.9 kN nằm biểu tương tác → Đủ khả chịu lực - Kiểm tra khả chịu cắt cọc: Q= 0.5 = R b h bt 25/ 2) 10 −3 = 91.35(kN) 0.5 1.05 400 (400− −25 Qmax = 68.72 kN < Q = 91.35 kN => Thỏa khả chịu cắt, cốt ặt cấu tạo Khoảng cách cốt ai: d 15dmin =15 25 = 375mm Chọn sct 500mm => chọn s = 200 mm bố oạn cọc chọn s =50 mm bố trí m ầu s=100 mm m cọc (với ường kính lớn ¼ cốt dọc max 6.25 mm → Chọn mm) ... dài móng băng 97 2.4.2 Xác ịnh sơ bề rộng móng băng (Bm) 97 2.4.3 Chọn chiều cao dầm móng 100 2.4.4 Chọn chiều cao cánh móng 100 2.5 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỀN ... CHỐNG TRƯỢT CHO MÓNG 105 2.9 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CĐ ĐẤT NỀN DƯỚI ĐÁY MÓNG 106 2.10 KIỂM TRA CHỐNG CẮT 108 2.11 THIẾT KẾ CỐT THÉP MÓNG BĂNG 107 2.11.1 Tính toán nội lực SAP2000... 2.11.1.2 Khai báo vật liệu 110 2.11.1.3 Khai báo tiết diện 110 2.11.1.4 Khai báo tải trọng: 111 2.11.1.5 Gán tải trọng tập trung chân cột: 111 2.11.1.6 Gán lị xo với