BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG

BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG BÀI TẬP MÔN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG BÀI TẬP MÔN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG

CỌNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lậ- Tự – hạnh phúc  BÀI TẬP LỚN MÔN: CƠ HỌC ĐẤT - NỀN MÓNG Họ tên sinh viên: Lớp: Giáo viên hướng dẫn: Hồ Bá Toàn Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 BÀI TẬP LỚN: CƠ HỌC ĐẤT – NỀN MÓNG (mẫu) I SỐ LIỆU Cơng trình Tải trọng tính tốn chân cơng trình cốt mặt đất: N0 = 51.6 (T) M0= 6.3 (Tm) Nền đất Bảng 1: Bảng số liệu địa chất (Lớp 1) 4,2 30,9 48,8 27,6 1,91 2,73 16040 3,3 2,59 18 20,72 Chiều sâu mực nước ngầm tính từ mặt đất: Hnn= 6.3m Bảng 2: Thành phần % ứng với đường kính cỡ hạt lớp (mm) 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,002 17 17≥A>7 7≥A≥1 ♣ Trạng thái đất xác định dựa vào độ sệt B: B= W − Wd A (1.2) Bảng 4: Tiêu chuẩn đánh giá trạng thái đất dính Tên đất trạng thái Á cát Á sét sét Rắn Dẻo Chảy Rắn Nửa rắn Dẻo Dẻo mềm Dẻo chảy Độ sệt B 0,8 Xác định tên & trạng thái lớp đất: Dựa vào số liệu địa chất có sở lý thuyết có ta tiến hành xác định tên trạng thái cho lớp đất Lớp 1: Đây lớp đất thuộc nhóm đất dính - Xác định tên đất: (dựa vào số dẻo A): A (Lớp 1) = Wnh –Wd = 48,8 – 27,6 = 21,2  Ta thấy A1 > 17 : Đất sét - Xác định trạng thái đất (dựa vào độ sệt): B1 = W − Wd 30,9 − 27,6 = = 0,156 A1 21, Ta thấy: B1 = 0,156 < 0,25: Đất trạng thái nửa rắn Lớp 2: Đây lớp đất thuộc nhóm đất dính - Xác định tên đất (dựa vào số dẻo): A (Lớp 2) = Wnh –Wd = 37,4 – 33,7 = 3,7  Ta thấy A2 < : Đất cát - Xác định trạng thái đất (dựa vào độ sệt): B2 = W − Wd 36,8 − 33,7 = = 0,84 A2 3,  Ta thấy: B2 = 0.84 2mm chiếm 0% < 25% Lượng hạt có đường kính d > 0,5mm chiếm 15,5 + 23 = 38,5% < 50% Lượng hạt có đường kính d > 0.25mm chiếm: 15,5 + 23 + 19 = 57,5% > 50%  Đất cát vừa - Xác định trạng thái đất cát (dựa hệ số rỗng e): e= Δ.γn (1 + W ) 2, 46 x1x(1 + 0,132) = = γtn 1,96 0,52  Đất cát vừa có hệ số rỗng e < 0,55 : Trạng thái chặt Đánh giá sơ tính chất xây dựng đất: Đất xem có tính chất xây dựng tốt cần có số tiêu chí bảng sau: - Chỉ số thí nghiệm xuyên động NSPT ≥ - Sức kháng xuyên qc ≥ 500 KPa (0,5MPa) - Góc ma sát φ ≥ 100 (Ngồi tùy loại đất mà cịn số tiêu chí khác hệ số rỗng,hệ số cấp phối,dung trọng riêng, độ ẩm, khả chống cắt…) Lớp Đất sét trạng thái nửa rắn γ = 1,91 T/m3 qc=2,59 > 0,5 Mpa N=18 > φ=16040 > 100  Đất tốt Lớp Đất cát trạng thái dẻo γ =1,71 T/m3 qc=1,1 >0,5 Mpa N=6 > φ=9040 ≈ 100  Đất tương đối Lớp Đất cát vừa trạng thái chặt γ = 1,96 T/m3 qc=16,1 >0,5 Mpa N=33 > φ=36010 > 100  Đất tốt Lập hình trụ địa chất * Đất sét trạng thái nửa rắn γ = 1,91 T/m3 qc=2,59 > 0,5 Mpa N=18 > φ=16040 > 100 Lớp 1: Đất tốt cho xây dựng * Đất cát trạng thái dẻo γ =1,71 T/m3 qc=1,1 >0,5 Mpa N=6 > φ=9040 ≈ 100 Lớp 2: Có tính chất xây dựng tương đơí tốt * Đất cát vừa trạng thái chặt γ = 1,96 T/m3 qc=16,1 >0,5 Mpa N=33 > φ=36010 > 100 Lớp 3: Đất tốt cho xây dựng  Chọn chiều sâu đặt móng:  Thơng số đầu vào: Lớp lớp đất có tính chất xây dựng tương đối tốt – dày 4,2m, bên lớp đất yếu (dày 2.7m) mực nước ngầm độ sâu 6,3m Tải trọng M0 = 6.3 Tm N0 = 51.6 T  Nguyên tắc sở:  Móng nơng: hm ≤ 3m  Nên đặt vào đất tốt sâu tối thiểu 0,2m Trong trường hợp lớp đất bên lớp đất đặt móng lớp đất yếu nên chọn h m cho ảnh hưởng tải trọng cơng trình lên lớp đất yếu bên nhỏ  Ngoài ra, nên đặt mực nước ngầm tối thiểu 0.5m  Chọn hm=1m (đặt lớp đất 1) II Chọn kích thước móng Chọn kích thước đáy móng (bxl): Tải trọng tính tốn chân cột: M0 = 6.3 Tm N0 = 51.6 T Sơ chọn b=1.5m, l=1,8m  F=1,5x1,8= 2,7 (m2) Cường độ tính toán đất nền: Rtc = [ p ] = 1, 2( A.bγ + B h γ + D c ) Trong đó: A0 , B0 , C0  :Hệ số sức chịu tải tra bảng  b, h: bề rơng móng chiều sâu chơn móng  c: lực dính lớp đất xét - Với φ=1604 tra bảng nội suy ta có A=0.36, B=2.43, D=5  Rtc = [ p ] = 1,2x(0,36x1,5x1,91 + 2,43x1x1,91+ 5x3,3)= 26,61 (T/m2) Kiểm tra ứng suất đáy móng: Để đảm báo móng làm việc tốt theo kích thước chọn ta tiến hành kiểm tra điều kiện sau: N0   pγtb h= FR + ≤ tc  M  ≤ 1, Rtc  pmax = ptb + W  M   pmin = ptb − W >  Trong : bl 1,5 x1,82 W= = = 0,81 6 Thay số vào ta được: (m3) 51,6  p = + 1,91.1 = 21,01 ≤ Rtc = 26,61 tb  1,5 x1,8  6,3  = 28,88 ≤ 1, Rtc = 31,93  pmax = 21,01 + 0,81   pmin = 21,01 − 7.78 = 13.23 >   (thoả mãn u cầu) VậyKích thước móng thỏa mãn điều kiện áp lực đáy móng Ta có tiết diện móng sơ bộ: bm x lm = 1,5 x 1,8 (m2) Kiểm tra điều kiện kinh tế Nhằm giúp tiết kiệm chi phí cách tối ưu ta phải chọn móng cho an tồn cho cơng trình với mức chi phí thấp Điều kiện: 1, Rtc − pmax < 10% 1,2 Rtc Thay số vào ta được: phí 1, x 26,61 − 28,88 = 9,6% < 10% 1, x 26,61  Thoả yêu cầu tiết kiệm chi * Tải trọng cho phép đất nền: Tải trọng giới hạn đất tính theo cơng thức: pα = 1.(0,5 N bq γ N) +h γc α +N 2c ghγ Trong đó: α= l 1,8 = b 1,5 α1 = − 0,2 0,2 =1− = α 1,2 α2 = + 0,2 0, =1+ = α 1,2  = 1,2; 0.83; 1.167  c = 3,3 (T/m2): Lực dính lớp đất đặt móng Nγ , Nq , N2  : hệ số tra bảng dựa vào góc ma sát ϕ lớp đất đặt móng Tra bảng ta được: ϕ 150 Nγ 2,5 Nq 4,4 Nc 12,9 160 40’ =16,670 3,34 5,40 14,50 200 7,4 17,7 Thay số vào công thức ta được: pgh = 0,83.(0,5 x3.34 x1,5 x1,91) + 5, 4.1.1,91 + 1,167 x14,5 x3,3 = fat = Hệ số an toàn: pgh pmax = 70.1 = 28.89 70.1 (T/m2) 2.43 III Tính vẽ biều đồ ứng suất hữu hiệu phân bố đất tải trọng thân σbt, tải trọng cơng trình σtt Để tính tốn xác đảm bảo biến dạng đất lực tác dụng quan hệ tuyến tính ta cần chia đất thành lớp nhỏ Phân tố với chiều dày lớp hi ≤ b/4 (tính tốn theo mơ hình cộng lún phân tố) Yêu cầu:  Mỗi phân tố phải nằm hoàn toàn lớp đất  Mỗi lớp phân tố phải nằm hoàn toàn trên, hoàn toàn mực nước ngầm  Chia lớp phân tố nhỏ xác cao  Với b/4 = 0,375 nên ta chọn hi = 0,3 (việc chọn chiều dày lớp phân tố cần ý cho tránh phải nội suy) Có thể thay đổi chiều dày lớp phân tố thay đổi cần thiết cho tiện lợi tính tốn cần phải đảm bảo hợp lý cho không dày  Thông thường tắt lún độ sâu 3b, nhiên dừng độ sâu có  σtt = 0,2σbt đất tốt  σtt = 0,1σbt đất yếu  Nếu sau 3b mà khơng thỏa ta cần tính thêm số lớp  Độ lún cho phép 8cm * Ứng suất hữu hiệu đất tải trọng thân: n σ z = ∑ γ i hi i =1 Trong : σz: Ứng suất thân đất độ sâu z n - Số luợng lớp khác phạm vi nghiên cứu γ i , hi - Trong lượng thể tích chiều dày lớp đất thứ i Nếu đất khơng no nước , γ trọng lượng thể tích tự nhiên Nếu nằm mực nước γ γ đn ngầm loại đất thấm nước lượng thể tích đẩy * Ứng suất tăng thêm đất tải trọng cơng trình gây ra: σtt = K0 pgl Trong đó: pgl: Áp lức gây lún, pgl = pγtb h− m = 21,11 − 1,91 x 1= 19,2 (T/m2) K0: hệ số tra bảng dựa vào z/b, l/b  σ glzi × hi S = ∑ Si = β × ∑   Ei  * Độ lún móng:  ÷ ÷   σ zi × h S = 0.8 × ∑  gl i  Ei  Trong đó: β =0,8 (hệ số nở hơng)   ÷ ÷  10 Lớp đất STT lớp phân tố Độ sâu tính từ mặt đất zi(m) zi/b l/b = 1,8/1,5 K0 tra bảng Ứng suất thân σbt (T/m2) Ứng suất tải trọng σtt (T/m2) Ứng suất tổng Pi=(σbt+ σtt) (T/m2) E0 (T/m2) ∆S (cm) 11 Lớp Lớp 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 17,00 18,00 19,00 1,00 1,20 1,50 1,80 2,10 2,40 2,70 3,00 3,30 3,60 3,90 4,10 4,20 4,50 4,80 5,10 5,40 5,70 6,00 6,30 0,67 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,73 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 4,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 0,588 0,488 0,373 0,290 0,229 0,184 0,152 0,126 0,107 0,091 0,079 0,072 0,068 0,060 0,053 0,048 0,043 0,038 0,035 0,031 1,91 2,29 2,87 3,44 4,01 4,58 5,16 5,73 6,30 6,88 7,45 7,83 8,02 8,60 9,17 9,74 10,31 10,89 11,46 12,03 11,28 9,37 7,16 5,56 4,40 3,54 2,91 2,42 2,05 1,74 1,51 1,38 1,31 1,16 1,03 0,91 0,82 0,73 0,66 0,60 13,19 20,72 11,66 20,72 10,02 20,72 9,00 20,72 8,42 20,72 8,12 20,72 8,07 20,72 8,15 20,72 8,35 20,72 8,62 20,72 8,96 20,72 9,21 20,72 9,34 7,7 9,75 7,7 10,19 7,7 10,65 7,7 11,14 7,7 11,62 12,12 12,63 Độ lún tổng cộng: 0,436 0,434 0,415 0,387 0,357 0,328 0,304 0,280 0,261 0,242 0,227 0,219 0,573 0,540 0,511 0,484 0,461 6,459 σbt / σtt = 11.2 Tại lớp phân tố thứ 16: > 10  Nên ta dừng tính lún Độ lún tổng cộng đất S=6,459 < cm THỎA./ 12 Hình vẽ: Ứng suất (US tải trọng thân Us tải trọng) 13 SÔ SLIỆU THIẾT KẾ STT Họ tên SV Đức Đôn Quang Minh Công Trạng Khánh Lượng Nhật Hào Thiện Chiến Số liệu TK N0 (T) M0 (T.m) 60 65 55 50 62 70 4.5 4.0 6.0 6.5 4.0 3.8 Ghi 14 ...BÀI TẬP LỚN: CƠ HỌC ĐẤT – NỀN MÓNG (mẫu) I SỐ LIỆU Cơng trình Tải trọng tính tốn chân cơng trình cốt mặt đất: N0 = 51.6 (T) M0= 6.3 (Tm) Nền đất Bảng 1: Bảng số liệu... b Nhóm đất rời ♣ Xác định tên đất: Bảng 5: Tiêu chí xác định tên đất (TCVN 9362:2012) Phân bố hạt theo độ lớn tính Loại đất lớn đất cát phần trăm trọng lượng đất hong khơ A Đất hịn lớn Đất tảng... nhóm đất dính  Lớp thuộc nhóm đất rời 1 .Cơ sở lý thuyết xác định tên & trạng thái nhóm đất a Nhóm đất dính ♣ Tên đất xác định dựa vào số dẻo A: A = Wnh –Wd (1.1) Bảng 3: Tiêu chuẩn phân loại đất