thuyết minh đồ án nền móng

GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Phần XỬ LÝ SỐ LIỆU THIẾT KẾ 3500 3500 3500 M1 3500 3500 M2 1.1 Sơ đồ mặt cơng trình - Sơ đồ mặt cơng trình sơ đồ số A B 6000 C 6000 Hình 1.1 Sơ đồ mặt cơng trình SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng 1.2 Số liệu tải trọng * Tải trọng tính tốn cơng trình mặt móng số thứ tự 43 sau: Bảng 1.1 Tải trọng công trình mặt móng CỘT GIỮA CỘT BIÊN TỔ HỢP TẢI TRỌNG TỔ HỢP TẢI TRỌNG N (T) M (T.m) Q (T) N (T) M (T.m) Q (T) 110,00 2,40 1,50 72,15 2,60 1,50 TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN N (T) M (T.m) Q (T) N (T) M (T.m) Q (T) 91,67 2,00 1,25 60,13 2,17 1,25 1.3 Số liệu kích thước cột * Kích thước cột có kí hiệu 3: ac x bc = 60 (cm) x 40 (cm) 1.4 Mặt cắt địa chất đất Hình 1.2 Mặt cắt địa chất cơng trình SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng 1.5 Cấu tạo lớp đất tiêu lý đất * Nền đất cho gồm lớp sau: - Lớp 1: Lớp cát dày (m) số hiệu 11 - Lớp 2: Lớp cát dày (m) số hiệu 19 - Lớp 3: Lớp sét dày vô số hiệu 22 Mực nước ngầm cách mặt đất (m) Bảng 1.2 Các tiêu lý đất Chiều STT Lớp đất dày Tỷ trọng (m) (∆) Dung trọng  (g/cm3) Độ Giới Giới Góc ẩm tự hạn hạn nội nhiên nhão dẻo ma sát W Wn Wd (%) (%) (%) ϕ (độ) Lực dính đơn vị c (kG/cm2) 11 Á cát 2,64 1,94 22 22 0,19 19 Á cát 2,66 1,97 20 22 0,18 22 Á sét ∞ 2,66 1,97 26 18 0,24 30 20 1.6 Kết thí nghiệm nén lún Bảng 1.3 Kết thí nghiệm nén lún Hệ số rỗng ei cấp áp lực Pi (kG/cm2) STT Lớp đất P0 = P1 = P2 = P3 = P4 = e0 e1 e2 e3 e4 11 Á cát 0,660 0,623 0,598 0,576 0,568 19 Á cát 0,620 0,585 0,565 0,552 0,544 22 Á sét 0,701 0,665 0,640 0,628 0,619 SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Phần ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÓNG Đánh giá tình hình địa chất gồm địa chất cơng trình địa chất thuỷ văn * Địa chất thuỷ văn nói đến mực nước ngầm lịng đất Nền đất xây dựng cơng trình có mực nước ngầm lòng đất cách mặt đất tự nhiên (m) * Địa chất cơng trình nói đến phân bố lớp đất tính chất lớp đất Nền đất để xây dựng cơng trình gồm lớp: - Lớp 1: Lớp cát dày (m) số hiệu 11 - Lớp 2: Lớp cát dày (m) số hiệu 19 - Lớp 3: Lớp sét dày vô số hiệu 22 2.1 Đánh giá tiêu lý đất 2.1.1 Lớp lớp cát dày (m) * Đánh giá trạng thái độ chặt đất rời qua hệ số rỗng tự nhiên e0: 0,55 < e0 = 0,6660 < 0,7 => Đất chặt vừa (Sách học đất Lê Xuân Mai - Đỗ Hữu Đạo NXB Xây dựng) * Đánh giá độ ẩm qua độ bão hoà nước: G 0,01 × W × ∆ 0,01 × 22 × 2,64 = = 0,880 Độ bão hoà nước: G = e0 0,660 G = 0,880 > 0,8 => Đất cát trạng thái bão hoà nước (Sách học đất Lê Xuân Mai - Đỗ Hữu Đạo NXB Xây dựng) * Kết luận: Lớp lớp cát chặt vừa, bão hồ nước * Tính hệ số nén lún: Áp dụng công thức: −1,i = ei −1 − ei a a0 = + e1 Pi − Pi −1 Trong đó: - ai-1, i: hệ số nén lún ứng với cấp tải trọng pi-1 pi - a0: hệ số nén lún tương đối - ei-1, pi -1: hệ số rỗng cấp áp lực tương ứng thứ (i-1) - ei, pi: hệ số rỗng cấp áp lực tương ứng thứ (i) SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Bảng 2.1 Bảng tính hệ số nén lún cho cấp áp lực lớp Hệ số rỗng ei STT e0 e1 e2 e3 e4 0,660 0,623 0,598 0,576 0,568 a 0,037 0,025 0,022 0,008 a0 0,023 0,016 0,014 0,005 Á cát 11 2.1.2 Lớp lớp cát dày (m) * Đánh giá trạng thái độ chặt đất rời qua hệ số rỗng tự nhiên e0: 0,55 < e0 = 0,620 < 0,7 => Đất chặt vừa (Sách học đất Lê Xuân Mai - Đỗ Hữu Đạo NXB Xây dựng) * Đánh giá độ ẩm qua độ bão hoà nước: G 0,01 × W × ∆ 0,01 × 20 × 2,66 = = 0,858 Độ bão hoà nước: G = e0 0,620 G = 0,858 > 0,8 => Đất cát hạt vừa trạng thái bão hoà nước (Sách học đất Lê Xuân Mai - Đỗ Hữu Đạo NXB Xây dựng) * Kết luận: Lớp lớp cát chặt vừa, bão hồ nước * Tính hệ số nén lún: Áp dụng công thức: −1,i = ei −1 − ei a a0 = + e1 Pi − Pi −1 Trong đó: - ai-1, i: hệ số nén lún ứng với cấp tải trọng pi-1 pi - a0: hệ số nén lún tương đối - ei-1, pi -1: hệ số rỗng cấp áp lực tương ứng thứ (i-1) - ei, pi: hệ số rỗng cấp áp lực tương ứng thứ (i) Bảng 2.2 Bảng tính hệ số nén lún cho cấp áp lực lớp Hệ số rỗng ei STT e0 e1 e2 e3 e4 0,620 0,585 0,565 0,552 0,544 a 0,035 0,020 0,013 0,008 a0 0,022 0,013 0,008 0,005 Á cát 19 SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng 2.1.3 Lớp lớp sét dày vơ * Chỉ số dẻo: IP = Wnh − Wd = 30 − 20 = 10 * Đánh giá trạng thái qua độ sệt: B Áp dụng công thức: B = W − Wd 26 − 20 = = 0,6 IP 10 Ta có: 0,5 < B = 0,6 ≤ 0,75 => Đất sét dẻo mềm (Sách học đất Lê Xuân Mai - Đỗ Hữu Đạo NXB Xây dựng) * Đánh giá độ ẩm qua độ bão hoà nước: G Độ bão hồ nước: G = 0,01 × W × ∆ 0,01 × 26 × 2,66 = = 0,987 e0 0,701 G = 0,987 > 0,8 => Đất sét trạng thái bão hoà nước (Sách học đất Lê Xuân Mai - Đỗ Hữu Đạo NXB Xây dựng) * Kết luận: Lớp lớp sét dẻo mềm, bão hồ nước * Tính hệ số nén lún: Áp dụng công thức: −1,i = ei −1 − ei a a0 = Pi − Pi −1 + e1 Trong đó: - ai-1, i: hệ số nén lún ứng với cấp tải trọng pi-1 pi - a0: hệ số nén lún tương đối - ei-1, pi -1: hệ số rỗng cấp áp lực tương ứng thứ (i-1) - ei, pi: hệ số rỗng cấp áp lực tương ứng thứ (i) Bảng 2.3 Bảng tính hệ số nén lún cho cấp áp lực lớp Hệ số rỗng ei STT e0 e1 e2 e3 e4 0,701 0,665 0,640 0,628 0,619 a 0,036 0,025 0,012 0,009 a0 0,022 0,015 0,007 0,006 Á sét 22 SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng 2.2 Nhận xét đánh giá tính xây dựng đất Lớp đất cát trạng thái chặt vừa bão hồ nước, có nhiều trạng thái vật lý tương đối tốt Do làm đất thiên thiên cho cơng trình xây dựng 2.3 Đề xuất phương án thiết kế móng * Phương án 1: Thiêt kế tính tốn móng nơng bê tơng cốt thép (loại móng đơn) Thiết kế tính tốn móng đơn cho móng cột M1 cột biên M2 * Phương án 2: Thiết kế tính tốn móng cọc đài thấp Thiết kế tính tốn móng cọc đài thấp cho móng cột M 1và cột biên M2 2.4 Lựa chọn vật liệu 2.4.1 Yêu cầu vật liệu nhà cao tầng Vật liệu tận dụng nguồn vật liệu địa phương, nơi cơng trình xây dựng, có giá thành hợp lý, đảm bảo khả chịu lực biến dạng Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả chống cháy tốt Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả biến dạng dẻo cao bổ sung cho tính chịu lực thấp Vật liệu có tính thối biến thấp: Có tác dụng tốt chịu tác dụng tải trọng lặp lại (động đất, gió bão) Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại khơng bị tách rời phận cơng trình Nhà cao tầng thường có tải trọng lớn Nếu sử dụng loại vật liệu tạo điều kiện giảm đáng kể tải trọng cho cơng trình, kể tải trọng SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng đứng tải trọng ngang lực quán tính 2.4.2 Chọn vật liệu sử dụng cho cơng trình - Bê tơng lựa chọn theo tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép TCVN 356:2005 Bê tông dùng nhà cao tầng có cấp độ bền B15 trở lên Dựa theo đặc điểm cơng trình khả chế tạo vật liệu ta chọn bê tông cấp độ bền B20 có số liệu kĩ thuật sau: Bê tông cấp độ bền B20: + Cường độ chịu nén tính tốn: Rb = 11,5 (MPa) + Cường độ chịu kéo tính tốn: Rbt = 0,9 (MPa) + Module đàn hồi ban đầu: Eb = 27 x 103 (MPa) - Cốt thép lựa chọn theo tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép TCVN 5574:2012 Đối với cốt thép Φ < 10 (mm) dùng làm cốt ngang loại AI: + Cường độ chịu kéo (cốt dọc): Rs = 225 (MPa) + Cường độ chịu nén: Rsc = 225(MPa) + Cường độ chịu kéo (cốt ngang): Rsw = 175(MPa) + Module đàn hồi: Es = 21 x 104 (MPa) Đối với cốt thép Φ ≥ 10 (mm) dùng cốt làm cốt dọc loại AII: + Cường độ chịu kéo (cốt dọc): Rs = 280(MPa) + Cường độ chịu nén: Rsc = 280(MPa) + Cường độ chịu kéo (cốt ngang): Rsw = 225(MPa) + Module đàn hồi: Es = 21 x 104 (MPa) SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Phần THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN NỀN MĨNG 3.1 Phương án tính tốn thiết kế móng nơng thiên nhiên 3.1.1 Thiết kế tính tốn móng nông cho cột 3.1.1.1 Lựa chọn vật liệu làm móng Bê tơng B20 có: Rb = 115 Thép AI có: Rbt = (kG/cm2) Rs = 2250 (kG/cm2) Rsc = 2250 Thép AII có: (kG/cm2) (kG/cm2) Rs = 2800 (kG/cm2) Rsc = 2800 (kG/cm2) (Sách kết cấu bê tông cốt thép Võ Bá Tầm NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh 2006) 3.1.1.2 Chọn chiều sâu chơn móng Chọn chiều sâu chơn móng nằm lớp cát, lớp đất có chiều dày (m), mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên (m) Lớp đất có tiêu lý: - Hệ số rỗng e0 = 0,660 đất chặt vừa - Độ bão hoà nước G = 0,880 đất trạng thái bão hoà nước - Hệ số nén lún a = 0,037 đất có tính nén lún vừa - Dung trọng  = 1,94 (g/cm3) = 1,94 (T/m3) - Độ ẩm tự nhiên W = 22% - Góc nội ma sát ϕ = 22o - Lực dính đơn vị c = 0,19 (kG/cm2) = 1,9 (T/m2) tt tt - Tải trọng cơng trình khơng lớn: M = 2,4 (T.m); Q0 = 1,5 (T) * Ta chọn chiều sâu chơn móng 1,5 mét tốt 3.1.1.3 Sơ xác định kích thước móng theo điều kiên Ptc Rtc Móng M1 móng cột ngồi lực dọc cịn có mơmen lực xơ ngang SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng số nhỏ (lực xơ ngang trùng với trục khung) - Xác định tải trọng tiêu chuẩn tổ hợp tải trọng: N0tt 110 N = = = 91,67 (T) n 1,2 tc M 0tt 2,4 M = = = (T.m) n 1,2 tc Q0tt 1,5 Q = = = 1,25 (T) n 1,2 tc Trong đó: - n = 1,2 hệ số vượt tải Hình 3.1 Tải trọng tác dụng lên móng M tc - Độ lệch tâm e xác định theo cơng thức: e x = tc N0 Móng lệch tâm hướng có ex; ey = Mtc: Giá trị mômen tiêu chuẩn ứng với trọng tâm diện tích đáy móng tc tc Mtc = M + Q0 × D f = + 1,25 x 1,5 = 3,25 (T.m) Trong đó: - Df = 1,5 (m) chiều sâu chơn móng tc tc - N : Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên móng N = 91,67 (T) M tc 3,25 = 0,035 (m) => ex = tc = N0 91,67 Với kích thước cột (ac x bc) = (60 x 40) (cm x cm) = (0,6 x 0,4 ) (m x m) Chọn kích thước móng hình chữ nhật kích thước (a x b) Ta chọn diện tích móng: F = 1,4 x b2 SVTH: Lê Minh Hiến Trang 10 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Tải trọng lệch tâm: Móng thiết kế tải trọng có lực thẳng đứng lực xô ngang số cọc chịu tải trọng lớn số khác chịu tải trọng bé Cụ thể cọc chịu tải trọng lớn cọc chịu tải trọng bé Điều kiện kiểm tra: P0max + Wc ≤ Qc P0min − Wc ≥ Pk ; P0min ≤ Trong đó: max - P0 ; P0 : tải trọng lên cọc chịu nén chịu kéo nhiều max ∑N = ∑N = P tt tt n max i n P ∑M ×x + ∑x ∑M ×x − ∑x tt tt k max i n Ta có: - ∑N tt = N0tt + G = N0tt + γ tb × F × D f = 108,23 + 2,2 x 1,6 x 1,6 x = 113,862 (T) tổng tải trọng thẳng đứng tính toán tt tt tt - ∑ M = M + Q0 × D f = 4, 68 + 2,1× = 6, 78 (T.m) tổng mơmen tính tốn n k - xmax , xmax : khoảng cách từ tim cọc chịu nén kéo nhiều đến trục trung tâm đáy đài Ta thấy cọc biên có xi lớn nên ta kiểm tra với cọc đủ ∑xi2 = x 0,52 = (m2) với xmax = 0,5 (m) max ∑N = ∑N = => P => P tt tt n max i n n ∑M ×x + ∑x ∑M ×x − ∑x tt tt k max i = 113,862 6, 78 × 0,5 + = 31,856 (T ) = 113,862 6, 78 × 0,5 − = 25, 076 (T ) > Vậy khơng có cọc chịu kéo ta khơng cần kiểm tra điều kiện chịu kéo cọc Kiểm tra điều kiện cọc chịu nén: P0max + Wc = 31,856 + 2,5 × 0,32 × 16,5 = 35,569 (T ) ≤ Qc = 54,086 (T ) Vậy thoả mãn điều kiện kiểm tra cọc chịu nén 3.2.2.8 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc SVTH: Lê Minh Hiến Trang 63 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Ở móng cọc đài thấp toàn tải trọng ngang đất đáy đài trở lên tiếp thu Khơng cần kiểm tra chọn chiều sâu chôn đài thoả mãn điều kiện h ≥ 0, × hmin 3.2.2.9 Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc Dùng tải trọng tiêu chuẩn tổ hợp tải trọng để tính tốn: N 0tc = N 0tt 108, 23 = = 90,19 (T) n 1, M 0tc = M 0tt 4, 68 = = 3,9 (T.m) n 1, Q0tc = Q0tt 2,1 = = 1, 75 (T) n 1, Để kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc người ta coi đài cọc, cọc phần đất cọc móng khối móng quy ước Móng khối có chiều sâu đáy móng từ mặt đất đến mặt phẳng mũi cọc tt N0 tt M0 tt Q0 L Hqu 3m MNN ? B qu B ? A A qu Hình 3.32 Khối móng quy ước * Diện tích móng khối quy ước: SVTH: Lê Minh Hiến Trang 64 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Fqu = Aqu × Bqu Trong đó: - Aqu , Bqu hai cạnh móng khối quy ước tính cơng thức: Aqu = A1 + × L × tgα Bqu = B1 + L × tgα + 0,35 - A1 , B1 khoảng cách mép hàng cọc đối diện theo phía: A1 = B1 = 1,3 (m) - L chiều dài cọc, tính từ đáy đài đến mũi cọc: L = 16,5 (m) - α góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép hàng cọc α= ϕtb - ϕtb góc nội ma sát trung bình lớp đất mà cọc qua ϕtb = ∑ϕ × h ∑h i i i = h1 × ϕ1 + h2 × ϕ + h3 × ϕ3 h1 + h + h3 - ϕ i : góc nội ma sát lớp đất thứ i - hi : chiều dày lớp đất thứ i tính từ đáy đài đến mũi cọc ∑ ϕi × hi × 22 + × 22 + 9,5 × 18 = = 4,9240 => α = × ∑h i × (3 + + 9,5) => Aqu = A1 + × L × tgα = 1, + ×16, × tg 4, 924 = 4,143 (m) => Bqu = B1 + L × tgα + 0, 35 = 1,3 + 16,5 × tg 4,924 + 0,35 = 3, 072 (m) => Diện tích đáy móng khối quy ước: Fqu = Aqu × Bqu = 4,143 × 3, 072 = 12, 727 ( m2 ) Độ sâu chơn móng khối quy ước là: H qu = D f + L = + 16,5 = 17,5 (m) * Kiểm tra sức chịu tải theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn: Điều kiện kiểm tra: tc pmax ≤ 1, × R tc ptbtc ≤ R tc tc pmin ≥0 Trong đó: tc - ptb : Là áp lực tiêu chuẩn trung bình đáy móng khối qui ước tc - pmax : Là áp lực tiêu chuẩn lớn đáy móng khối qui ước tc - pmin : Là áp lực tiêu chuẩn nhỏ đáy móng khối qui ước * Xác định trọng lượng khối móng qui ước: SVTH: Lê Minh Hiến Trang 65 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng - Trọng lượng đài đất đài: G1 = Fqu × γ tb × D f = 12, 727 × 2, ×1 = 27,9994 (T) - Trọng lượng đất phạm vi từ đáy đài đến mực nước ngầm: G2 = ( Fqu × h2 − n × Ac × h2 ) × γ = (12, 727 × − × 0, 09 × 2) ×1,94 = 47,984 (T) - Trọng lượng đất phạm vi từ mực nước ngầm đến hết lớp cát: G3 = ( Fqu × h3 − n × Ac × h3 ) × γ dn1 = (12, 727 × − × 0, 09 ×1) × 0,988 = 12, 219 (T) - Trọng lượng đất phạm vi từ đầu lớp cát thứ đến hết lớp cát thứ 2: G4 = ( Fqu × h3 − n × Ac × h3 ) × γ dn = (12, 727 × − × 0, 09 × 4) ×1, 025 = 50, 7047 (T) - Trọng lượng đất phạm vi từ đầu lớp sét đến mũi cọc: G5 = ( Fqu × h4 − n × Ac × h4 ) × γ dn3 = (12, 727 × 9,5 − × 0, 09 × 9,5) × 0, 976 = 114, 667 (T) - Trọng lượng cọc bê tông cốt thép: G6 = n × Ac × γ bt × L = × 0, 09 × 2,5 × 16,5 = 14,85 (T) =>Trọng lượng khối móng qui ước: N tc = G + G + G + G + G + G qu = 27,9994 + 47,984 + 12, 219 + 50,7047 + 114,667 + 14,85 = 268, 424 (T) ∑N tc : Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy móng khối qui ước: tc ΣN tc = N 0tc + N qu = 90,19 + 268, 424 = 358, 614 (T) Mơmen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy móng khối qui ước: ΣM tc = M 0tc + Q0tc × D f = 3,9 + 1, 75 × = 5, 65 (T.m) y M N Q tc max p x Hình 3.33 Tải trọng tác dụng lên khối móng quy ước tc , pmin : Áp lực tiêu chuẩn dáy móng xác định theo cơng SVTH: Lê Minh Hiến Trang 66 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng thức: tc pmax,min =  × ex × e y ΣN tc × 1 ± ± Aqu × Bqu  A Bqu qu   ÷ ÷  Trong đó: - ex = ΣM tc 5, 65 = = 0, 016 ( m) , e y = tc ΣN 358, 614 tc => pmax = 358, 614 × 0, 016   × 1 + = 28,83 (T / m ) ÷ 4,143 × 3, 072  4,143  tc pmin = 358, 614 × 0, 016   × 1 − = 27,52 (T / m ) ÷ 4,143 × 3, 072  4,143  tc tc pmax + pmin 28,83 + 27,52 = = 28,175 (T / m ) 2 Cường độ tiêu chuẩn đất đáy móng khối qui ước là: => ptbtc = Rtc = m x (A x Bqu x tc + B x Hqu x ’tc + D x ctc) A, B, D hệ số phụ thuộc vào  = 180 Tra bảng (Sách móng Lê Anh Hồng NXB Xây Dựng 2008) Ta có: A = 0,43; B = 2,72; D = 5,31 m = 1; ctc = 2,4 (T/m2); Hqu = 17,5 (m); tc = ’tc = 0,976 (T/m3) => Rtc = x (0,43 x 3,072 x 0,976 + 2,72 x 17,5 x 0,976 + 5,31 x 2,4) = 60,49 (T/m2) Ptbtc = 28,175 ( T / m ) ≤ R tc = 60,49 ( T / m ) tc Pmax = 28,83 (T/ m ) ≤ 1,2 × R tc = 1,2 × 60,49 = 72,588 (T/ m ) tc Pmin = 27,52 ( T / m ) ≥ Vậy thỏa mãn kiểm tra theo điều kiện biến dạng 3.2.2.10 Kiểm tra độ lún móng cọc Thực chất kiểm tra độ lún khối móng quy ước Để đảm bảo yêu cầu ta cần kiểm tra độ lún khối móng quy ước thoả mãn điều kiện sau: Stt < S gh = ( cm ) Trong đó: - Stt độ lún tính tốn móng SVTH: Lê Minh Hiến Trang 67 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng - Sgh trị số giới hạn biến dạng cơng trình * Tính lún theo phương pháp cộng lún lớp: Tính ứng suất gây lún đáy móng z = pgl = ptbtc − ∑ γ i × hi = 28,175 − ( 1,94 × + 0,988 × + 1,025 × + 0,976 × 10,5 ) = 8,959 ( T / m ) Vẽ biểu đồ ứng suất trọng lượng thân đất tải trọng gây ra: Ta chia đất thành nhiều lớp phân tố có chiều dày h i ≤ 0,4 x Bqu = 1,23 (m) Vậy ta chọn hi = (m) a Xác định ứng suất trọng lượng thân đất gây Tính ứng suất trọng lượng thân đất gây ra: n p = ∑ γ i × hi bt zi i =1 Trong đó: - γi dung trọng lớp đất thứ i (Nếu lớp đất mực nước ngầm dùng γdn lớp đất đó) - hi chiều dày lớp phân tố thứ i Nếu lớp đất nằm mực nước ngầm lấy dung trọng đất bảng kết thí nghiệm đất Nếu lớp đất nằm mực nước ngầm tính dung trọng đẩy lớp đất nằm mực nước ngầm theo công thức (Sách học đất Lê Xuân Mai - Đỗ Hữu Đạo NXB Xây dựng) Lớp 1: γ dn1 = ( ∆ − ) × γ ( 2,64 − ) × = = 0,988 1+ e + 0,660 ( ∆ − ) × γ ( 2,66 − ) × = = 1,025 1+ e + 0,620 ( ∆ − ) × γ ( 2,66 − ) × = = = 0,976 1+ e + 0,701 Lớp 2: γ dn2 = Lớp 3: γ dn3 b Xác định ứng suất gây lún lớp đất thứ i tải trọng ngồi gây Tính ứng suất gây lún đáy móng z = zi: pzi = K 0i × p gl Aqu z Ta có: K0i hệ số phụ thuộc vào B B z độ sâu kể từ đáy qu qu móng lớp đất (Tra bảng 1.21 Sách móng Lê Anh Hồng NXB Xây Dựng 2008) SVTH: Lê Minh Hiến Trang 68 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng c Lập bảng tính tốn vẽ biểu đồ Bảng 3.9 Bảng xác định ứng suất gây lún tải trọng gây zi (m) pzibt (T/m2) z/Bqu Aqu/Bqu K0i pzi (T/m2) 0,0 19,214 0,000 1,349 1,000 8,959 1,0 20,190 0,326 1,349 0,891 7,982 2,0 21,165 0,651 1,349 0,635 5,693 3,0 22,141 0,977 1,349 0,419 3,750 Lớp đất Điểm Á cát Hình 3.34 Biểu đồ ứng suất gây lún tải trọng gây Ở độ sâu z = (m) có: pzi = 3,75 (T/m2) < 0,2 x pzbti = 0,2 x 22,141 = 4,428 (T/m2) Nên ta xem phạm vi nén lún kết thúc SVTH: Lê Minh Hiến Trang 69 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng d Tính độ lún n n i =1 i =1 Độ lún xác định theo công thức sau: S = ∑ Si = ∑ e1i − e2i × hi + e1i Trong đó: - e1i , e2i hệ số rỗng đất ứng với áp lực đất P1i , P2i - hi chiều dày lớp đất phân tố thứ i e1i , e2i xác định biểu đồ đường cong nén lún tương ứng với P1i , P2i xác định theo cơngthức sau: 1 P1i = × (pzbti −1 + pzbti ) ; P2i = × (pzi −1 + pzi ) + P1i 2 Hình 3.22 Biểu đồ nén lún lớp Hình 3.23 Biểu đồ nén lún lớp SVTH: Lê Minh Hiến Trang 70 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Hình 3.24 Biểu đồ nén lún lớp Bảng 3.10 Bảng xác định độ lún STT Lớp đất hi (m) Á cát P1i P2i e1i e2i Si (cm) 1,970 2,817 0,639 0,622 1,026 2,068 2,751 0,636 0,623 0,824 2,165 2,637 0,634 0,625 0,572 ΣSi = 2,422 Thỏa mãn điều kiện ∑ S i = 2,422 (cm) < Sgh = (cm) 3.2.2.11 Tính tốn đài cọc a Tính tốn chiều cao đài cọc Điều kiện tính tốn: a ≥ × h0 + ac Ta có: Pcoc ≤ Pcx - Pcx lực chống xuyên tính cơng thức: Pcx = 0,75 x Rbt x S(xung quanh tháp xuyên) Ta có: - Rbt cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng Ở Rbt = 90 (T/m2) 2 - S(xung quanh tháp xuyên) = × h0 + h0 × ( ac + × bc ) = × h0 + 1,4 × h0 => Pcx = 0,75 x 90 x ( × h0 + 1,4 × h0 ) = 135 x h02 + 94,5 x h0 (1) SVTH: Lê Minh Hiến Trang 71 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng tt N0 tt M0 tt Q pmax h0 bc pmin h0 ac h0 Hình 3.38 Áp lực tác dụng lên đáy móng Đầu tiên ta lấy Qc = 54,086 (T) để tính tốn: Pcoc = n × Qc ×η ×1, - Qc = 54,086 (T) sức chịu tải cọc theo đất - n = (cọc) số cọc - η hiệu ứng nhóm cọc tính cơng thức:  (n − 1) × n2 + (n2 − 1) × n1  η = 1−θ ×   90 × n1 × n2   Ta có: - n1 = (hàng) số hàng cọc nhóm cọc - n2 = (cọc) số cọc hàng d 0,3 - θ = arctg ( ) = arctg ( ) = 16, 699 s + d = 0,3 (m) cạnh cọc + s = (m) khoảng cách cọc tính từ tâm  (2 − 1) × + (2 − 1) ×  => η = − 16, 699 ×   = 0,814 90 × ×  => Pcoc = n × Qc ×η ×1, = × 54, 086 × 0,814 ×1, = 211,325 (T ) (2) SVTH: Lê Minh Hiến Trang 72 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Từ (1) (2) ta có: 211,325 ≤ 135 x h02 + 94,5 x h0 135 x h02 + 94,5 x h0 - 211,325 ≥ Giải bất phương trình ta được: h0 ≤ - 1,65 h0 ≥ 0,95 Vậy ta chọn h0 = (m) Kiểm tra điều kiện tính tốn ta có: a = 1, (m) < × h0 + ac = 2, (m) (không thoả điều kiện) max Do lấy Qc = 54,086 (T) tính tốn khơng thoả ta lấy P0 = 31,856 (T ) để tính tốn: Pcoc = P0max × nben = 31,856 × = 63, 712 (T ) (3) Từ (1) (3) ta có: 63,712 ≤ 135 x h02 + 94,5 x h0 135 x h02 + 94,5 x h0 - 63,712 ≥ Giải bất phương trình ta được: h0 ≤ - 1,12 h0 ≥ 0,42 Vậy ta chọn h0 = 0,5 (m) Kiểm tra điều kiện tính tốn ta có: a = 1, (m) = × h0 + ac = 1, (m) (thoả mãn điều kiện) b Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc Xác định giá trị mômen theo hai tiết diện I-I, II-II Ta xem móng ngàm qua chân cột vng góc với cạnh dài đế móng tt N0 tt M0 tt Q0 pmax pmin bc I II h0 II I h0 ac h0 Hình 3.39 Các tiết diện để tính toán cốt thép SVTH: Lê Minh Hiến Trang 73 GVHD: ThS Hứa Thành Thân M I − I = × PI − I × ( Đồ án móng d1 − ac ) max - PI-I = P0 = 31,856 (T ) - d1 = (m) khoảng cách tim cọc − 0, ) = 12, 742 (T.m) => M I − I = × 31,856 × ( M II − II = PII − II × (b − d − bc ) max - P II-II = P0 + P0 = 31,856 + 25,076 = 56,932 (T) - d2 = 0,3 (m) khoảng cách từ tim cọc đến mép đài cọc M II − II = 56,932 × (1, − 0,3 − 0, 4) = 51, 24 (T.m) Hai giá trị mơmen dùng để tính tốn cốt thép cho móng * Tính tốn cốt thép Diện tích cốt thép: As = M 0,9 × h0 × Rs h0: chiều cao làm việc cốt thép có: h0 = 0,5 (m) Rs: cường độ cốt thép AII có Rs = 2800 (kG/cm2) * Diện tích cốt thép đặt vng góc với tiết diện I-I: 12,742 × 10 As1 = = 10,11 (c m ) 0,9 × 50 × 2800 * Diện tích cốt thép đặt vng góc với tiết diện II-II: 51,24 × 10 As2 = = 40,667 (c m ) 0,9 × 50 × 2800 c Chọn bố trí cốt thép Với As1tt = 10,11 (cm2) => Chọn 912: As1c = 10,18 (cm2) Tính khoảng cách thép: Ta chọn lớp bảo vệ bê tông cốt thép 0,05 (m) Khoảng cách thép liên tiếp: a = 1600 − 100 = 187,5 (mm) Ta chọn khoảng cách thép a = 180 (mm) Với As2tt = 40,667 (cm2) => Chọn 1420: As2c = 43,98 (cm2) Tính khoảng cách thép: Ta chọn lớp bảo vệ bê tông cốt thép 0,05 (m) SVTH: Lê Minh Hiến Trang 74 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Khoảng cách thép liên tiếp: a = 1600 − 100 = 115,38 (mm) 13 Ta chọn khoảng cách thép a = 110 (mm) 600 6Ø16 2020 350 14Ø20 a110 650 9Ø12 a180 550 -1.000 100 100 150 6Ø6 a150 350 500 1100 350 50 ±0.000 300 300 -17.500 100 300 1000 300 100 1700 150 450 300 9Ø12 a180 600 700 6Ø16 2020 300 50 700 1800 50 14Ø20 a110 400 100 150 50 100 150 300 700 300 150 1700 Hình 3.40 Bố trí cốt thép SVTH: Lê Minh Hiến Trang 75 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng 3.2.2.12 Kiểm tra cường độ cọc vận chuyển treo lên giá búa Để đảm bảo điều kiện chịu lực tốt phải đặt vị trí móc treo cho trị số mơmen dương lớn trị số momen âm lớn Từ điều ta xác định đoạn a = 0,207 x L b = 0,294 x L (trong L chiều dài tồn cọc Cọc dài 11,7 (m) nên ta nối cọc gồm đoạn đoạn dài 8,5 (m) Ta có : a = 0, 207 × l = 0, 207 × 8, = 1, 7595 ( m) b = 0, 294 × l = 0, 294 × 8,5 = 2, 499 ( m) Tải trọng tác dụng lên cọc cẩu lắp treo lên giá búa: q = kd × γ bt × Ac = 1,5 × 2,5 × 0, 09 = 0,3375 (T/m) * Khi cẩu lắp cọc: q 0,207L 0,207L L 0,207L 0,207L L Hình 3.28 Sơ đồ tính tốn cẩu lắp cọc M = q× (0, 207 × L) (1, 7595) = 0,3375 × = 0,522 (T m) 2 Diện tích cốt thép: As = M 0,9 × h0 × Rs Ta chọn lớp bảo vệ bê tông cốt thép 0,03 (m) h0: chiều cao làm việc cốt thép có: h0 = 0,3 - 0,03 = 0,27 (m) Rs: cường độ cốt thép AII có Rs = 2800 (kG/cm2) SVTH: Lê Minh Hiến Trang 76 GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng M 0,522 × 10 As = = = 0,767 ( cm ) 0,9 × h0 × Rs 0,9 × 27 × 2800 2 Ta có: 216 có As = 4, 02 (cm ) > 0, 767 (cm ) nên cọc đủ khả chịu lực cẩu di chuyển * Khi treo cọc lên giá búa: 0,294L 0,294L q L L Hình 3.29 Sơ đồ tính tốn treo cọc lên giá búa (0, 294 × L) (2, 499) M = q× = 0,3375 × = 1, 054 (T m) 2 Diện tích cốt thép: As = M 0,9 × h0 × Rs Ta chọn lớp bảo vệ bê tông cốt thép 0,03 (m) h0: chiều cao làm việc cốt thép có: h0 = 0,3 - 0,03 = 0,27 (m) Rs: cường độ cốt thép AII có Rs = 2800 (kG/cm2) As = M 1,054 × 10 = = 1,549 ( cm ) 0,9 × h0 × Rs 0,9 × 27 × 2800 2 Ta có: 216 có As = 4, 02 (cm ) > 1, 549 (cm ) nên cọc đủ khả chịu tải treo giá búa SVTH: Lê Minh Hiến Trang 77 ... phương án thiết kế móng * Phương án 1: Thiêt kế tính tốn móng nơng bê tơng cốt thép (loại móng đơn) Thiết kế tính tốn móng đơn cho móng cột M1 cột biên M2 * Phương án 2: Thiết kế tính tốn móng. .. (MPa) SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng Phần THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN NỀN MĨNG 3.1 Phương án tính tốn thiết kế móng nơng thiên nhiên 3.1.1 Thiết kế tính tốn móng nơng cho... chơn móng 1,5 mét tốt 3.1.1.3 Sơ xác định kích thước móng theo điều kiên Ptc Rtc Móng M1 móng cột ngồi lực dọc cịn có mơmen lực xô ngang SVTH: Lê Minh Hiến Trang GVHD: ThS Hứa Thành Thân Đồ án móng