PROJECT BASED LEARNING PLB1 nền và MÓNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP  PROJECT BASED LEARNING PLB1 : NỀN VÀ MÓNG GVHD: PGS.TS ĐỖ HỮU ĐẠO SVTH: PHAN TRƯỜNG TRƯƠNG THẤT TÙNG LỚP: 20X1CLC1 – NHÓM Đà Nẵng, tháng năm 2022 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo Mục lục SỐ LIỆU THIẾT KẾ PBL Sơ đồ mặt cơng trình: Số liệu tải trọng tác dụng cột / trụ: Số liệu kích thước cột/ trụ: 40 × 55 4 Chỉ tiêu lý lớp đất: 5.Kết thí nghiệm nén lún CHƯƠNG I: ĐÁNH GIÁ SỐ LIỆU KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Đánh giá trạng thái lớp đất 1.1.1 Lớp 1: Á cát, h=4m 1.1.2 Lớp 1: Á sét, h=4m 1.1.3 Lớp 2: Cát hạt vừa, h=∞ 1.2 Hệ số nén lún 1.3 Mặt cắt địa chất cho đất 1.4 Biểu đồ đường cong nén lún lớp đất 1.5 Nhận xét, đánh giá tính xây dựng đất 1.6 Đề xuất phương án thiết kế móng cho dự án CHƯƠNG THIẾT KẾ TÍNH TỐN MĨNG NƠNG 2.1 Thiết kế tính tốn móng nơng cột 2.1.1 Xác định tải trọng 2.1.2 Chọn vật liệu làm móng: 2.1.3 Chọn chiều sâu chơn móng: 2.1.4 Xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 10 2.1.5 Kiểm tra theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn: 11 2.1.6 Kiểm tra độ lún móng theo TTGH2 11 2.1.7 Kiểm tra theo TTGH1: 15 2.1.8 Tính chiều cao móng: h= ho+c 16 2.1.9 Tính tốn bố trí cốt thép cho móng 18 SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo 2.2 Thiết kế tính tốn móng nơng cột biên 19 2.2.1 Xác định tải trọng 19 2.2.2 Chọn vật liệu làm móng: 20 2.2.3 Chọn chiều sâu chơn móng: 20 2.2.4 Xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 20 2.2.5 Kiểm tra theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn: 21 2.2.6 Kiểm tra độ lún móng theo TTGH2 22 2.2.7 Kiểm tra theo TTGH1 25 2.2.8 Tính chiều cao móng: h= ho+c 26 2.2.9 Tính tốn bố trí cốt thép cho móng 28 SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng SỐ LIỆU THIẾT KẾ PBL Sơ đồ mặt cơng trình: B A 4500 C 4500 E D 4500 4500 F 4500 H G 4500 4500 6000 6000 30 5' 6000 5' M1 6000 30 3' 6000 3' M2 6000 1 4500 A 4500 B 4500 C 4500 D 4500 E 4500 F 4500 G H Hình Sơ đồ mặt bố trí móng SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng Số liệu tải trọng tác dụng cột / trụ: Bảng 1: Tải trọng tính tốn mặt mặt móng cọc móng nơng Tải trọng cho móng nơng n=9 N(T) M(Tm) Q(T) Tổ hợp 99,4 2,8 2,3 Tổ hợp tải trọng 122,5 3,0 2,8 Tổ hợp 98,0 2,2 2,0 Tổ hợp tải trọng 112,2 2,6 2,4 n = 12 N(T) M(Tm) Q(T) Tổ hợp 215,8 6,7 6,3 Tổ hợp tải trọng 253,4 10,2 7,6 Tổ hợp 201,8 6,0 5,1 Tổ hợp tải trọng 236,9 6,2 7,2 Cột Cột biên Tải trọng cho móng cọc Cột Cột biên Số liệu kích thước cột/ trụ: 40 × 55 400 550 Hình Cột kích thước 400x550(mm) SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng Chỉ tiêu lý lớp đất: Bảng 2: Các tiêu lý lớp đất STT 12 27 Lớp đất Á cát (h=4m) Á sét (h=4m) Độ Giới Giới Góc Tỷ Dung ẩm tự hạn hạn nội trọng trọng  nhiên nhão dẻo ma () (g/𝑐𝑚3 ) W Wnh Wd sát ( ) () () (º ) Lực Trị dính số đơn vị SPT (KG/cm2) N30 2,67 1,88 21,7 26 19 21 0,18 14 2,67 1,87 25,4 31 23 19 0,23 13 2,68 1,90 19 _ _ 30 0,03 26 Cát hạt vừa (h = ∞) Kết thí nghiệm nén lún Bảng 3: Kết thí nghiệm nén lún Hệ số rỗng 𝑒𝑖 ứng với cấp STT Lớp đất 𝑒0 1kG/𝑐𝑚2 𝑒1 2kG/𝑐𝑚2 3kG/𝑐𝑚3 4kG/𝑐𝑚2 𝑒2 𝑒3 𝑒4 12 Á cát, h=4 0,728 0,684 0,660 0,648 0,638 27 Á sét, h=4 0,777 0,726 0,697 0,675 0,663 Cát hạt vừa 0,679 0,645 0,621 0,608 0,596 SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng CHƯƠNG I : ĐÁNH GIÁ SỐ LIỆU KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT VÀ VẤN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Đánh giá trạng thái lớp đất 1.1.1 Lớp 1: Á cát, h=4m Đánh giá trạng thái : Độ sệt : B = W−Wd Wnh − Wd Độ bão hòa : G = = 21,7−19 26−19 0,01.W. 𝑒0 = = 0,39 0,01 21,7 2,67 0,728 = 0,796 Theo TCVN 9362-2012 : ≤ B = 0,39 ≤ 1: Lớp cát trạng thái dẻo 0,8 < G = 0,882 ≤ 1: Lớp cát trạng thái bão hòa *Kết luận : Lớp 1: Lớp cát trạng thái dẻo bão hòa 1.1.2 Lớp : Á sét , h = 4m Đánh giá trạng thái: Độ sệt : B = W−Wd Wnh − Wd Độ bão hòa : G = = 25,4−23 31−23 0,01.W. e0 = = 0,3 0,01 25,4 2,67 0,777 = 0,87 Theo TCVN 9362-2012 : 0,25 ≤ B = 0,5 ≤ 0,5 : Lớp sét trạng thái dẻo cứng 0,8 < G = 0,87 ≤ : Lớp sét trạng thái bão hòa *Kết luận : Lớp 2: Lớp sét trạng thái dẻo cứng bão hòa 1.1.3 Lớp 3: Cát hạt vừa, h có chiều dày vô Hệ số rỗng tự nhiên : 𝑒0 = 0,645 Theo TCVN 9362 – 2012 : Cát hạt vừa : 0,55 ≤ 𝑒0 = 0,645 ≤ 0,7 : Lớp cát hạt vừa trạng thái chặt vừa SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng Độ bão hịa : G= 0,01 W  = e0 0,01 19 2,68 0,679 = 0,749 Theo TCVN 9362 – 2012 : 0,5 ≤ G =0,749 ≤ 0,8 : Lớp cát hạt vừa trạng thái ẩm *Kết luận : Lớp 3: Lớp cát hạt vừa trạng thái chặt vừa ẩm 1.2 Hệ số nén lún Hệ số nén lún : 𝑎𝑖 = 𝑒𝑖−1 − 𝑒𝑖 𝑃𝑖 − 𝑃𝑖−1 Bảng 1.1: Hệ số nén lún Hệ số nén lún (kG/𝑐𝑚2 ) Lớp đất STT 𝑎0−1 𝑎1−2 𝑎2−3 𝑎3−4 12 Á cát, h=4 0,044 0,024 0,012 0,01 27 Á sét, h=4 0,051 0,024 0,022 0,012 Cát hạt vừa, h=∞ 0,034 0,014 0,013 0,007 Lớp 1: Á cát trạng thái dẻo =2,67,=1,88(g/𝑐𝑚3 ),W=21,7%, 𝑊𝑑 =19%, 𝑊𝑛ℎ = 26%, =21, C= 0,18(Kg/𝑐𝑚2 ) MNN 4000 Lớp 2: Á sét trạng thái dẻo cứng =2,65,=1,87(g/𝑐𝑚3 ),W=25,4%, 𝑊𝑑 =23%, 𝑊𝑛ℎ =31%, =19, C= 0,18(Kg/𝑐𝑚2 ) Dày vô 1000 3000 1.3 Mặt cắt địa chất cho đất Lớp 3: Cát hạt vừa trạng thái chặt vừa =2,68,=1,90(g/𝑐𝑚3 ), W=19%, =30, C=0,03(Kg/𝑐𝑚2 ) Hình 1.1: Mặt cắt địa chất cho đất SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng 1.4 Biểu đồ đường cong nén lún lớp đất Đường cong nén lún 0.8 0.777 0.75 0.728 0.726 0.697 Hệ số rỗng e 0.7 0.679 0.684 0.675 0.660 0.645 0.65 0.663 0.648 0.638 0.621 0.608 0.596 0.6 0.55 0.5 Tải trọng P (KG/cm2) Á cát Á sét Cát hạt vừa Hình 1.2: Biểu đồ đường cong nén lún 1.5 Nhận xét, đánh giá tính xây dựng đất - Ta thấy đất không bao gồm lớp đất yếu sau: bùn, bùn than, đất bùn, đất sét yếu, … Tính chất đất hệ số rỗng 𝑒0 < 1, độ sệt B5 và hệ số nén lún 0.001Sức chịu tải cọc theo vật liệu không lớn so với sức chịu tải cọc theo đất nền, kích thước cọc chọn sơ hợp lý - Chọn sức chịu tải cọc để thiết kế tính tốn: [P] = min(Pđn(TK) ; pvl ) Vì: Pđn(TK) = 89,903(T) < pvl = 109,609(T) nên [P] = 89,903(T) 3.2.4 Xác định số lượng cọc bố trí cọc móng -Sử dụng tải trọng tính tốn tổ hợp bổ sung để tính tốn Nott = 236,9(T); Mott = 6,2 (Tm); Qtt o = 7,2(T) -Số lượng cọc móng xác định theo công thức sau: ∑ Nott nc = β [P] -Trong đó: + ∑ Nott : Tổng lực tính tốn tác dụng đáy đài cọc + ∑ Nott = Nott + G = 236,9 + 2,2.1,5.1,6.1,6 = 245,348(T) + [P]: Sức chịu tải tính tốn cọc, [P] = 89,903(T) + 𝛽: Hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng mômen, tải trọng ngang số lượng cọc đài chọn 𝛽= 1,2 Suy ra: nc = 1,2 245,348 89,903 = 3,275 1600 Vậy: Chọn số lượng cọc 𝑛𝑐 = để thuận tiện cho việc thi công bố trí 1600 Hình 3.12: Sơ đồ bố trí cọc móng SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 52 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng 3.2.5 Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc -Điều kiện kiểm tra: o + Đối với cọc chịu nén Pmax ≤ [P] o + Để cho tất cảcác cọc chịu nén Pmin ≥ 𝑜 𝑜 Trong đó: 𝑃𝑚𝑎𝑥 ; 𝑃𝑚𝑖𝑛 tải trọng tác dụng lên cọc chịu nén nhiều cọc chịu kéo nhiều và xác định sau: n ∑ Nott My xmax o Pmax = + ∑ni xi2 n n ∑ Nott My xmin o Pmin = − ∑ni xi2 n -Trong đó: + My : Tổng momen ngoại lực tác dụng đáy đài + My = Mđtt = Mott + Qtt o h = 6,2 + 7,2.1,5 = 17 + n: Số lượng cọc móng, n = n + xmax = 0,525m: Khoảng cách từ trục y đến cọc chịu nén nhiều n + xmin = 0,525m: Khoảng cách từ trục y đến cọc chịu kéo nhiều + xi = 0,525m: Khoảng cách từ trục y đến cọc thứ i Suy ra: 245,348 17.0,525 o Pmax = + = 69,432(T) < [P] = 89,965(T) 4 0,5252 245,348 17.0,525 o Pmin = − = 53,242 > 4 0,5252 Vậy: Tất cọc chịu nén thõa mãn điều kiện cường độ tải trọng thẳng đứng tác dụng đáy đài cọc 3.2.6 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc - Móng cọc đài thấp chịu tải trọng ngang phải thõa mãn điều kiện sau: H0 ≤ [Hng ] - Trong đó: + H0 : Lực ngang tác dụng lên cọc, giả thiết tải trọng ngang phân bố lên tất cọc móng tt H0 = ∑H n = Mo Qtt o+ h n = 7,2+ 6,2 1,5 = 2,833(T) Với: ∑ H: Tổng lực ngang tác dụng lên móng cọc đài + [Hng ] = 8: Sức chịu tải cho phép cọc -Ta có: H0 = 2,833(T) ≤ [Hng ] = 8(T) Vậy: Cọc móng đảm bảo khả chịu tải trọng ngang 3.2.7 Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 53 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng tc σtc tb ≤ R qu - Điều kiện kiểm tra: { tc σmax < 1,2 Rtc qu - Xác định diện tích đáy móng khối qui ước sau: Fqu = (A1 + 𝐿𝑡𝑡 tgα) (B1 + 𝐿𝑡𝑡 tgα) (2) -Trong đó: + A1 , B1 : Khoảng cách từ mép hai hàng cọc ngoài cùng đối diện theo hai phía; A1 = B1 = 1,5(m) + α: Góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép hàng cọc + 𝐿𝑡𝑡 : Chiều dài cọc, tính từ đáy đài đến mũi cọc, 𝐿𝑡𝑡 = 12,5(m) Xác định α: α = φtc tb : φtc tb Góc ma sát trung bình lớp đất mà cọc xuyên qua ∑ φi li 21.2,5 + 19.4 + 30.6 φtc = = 24,68 tb = ∑ li 12,5 Vậy: α = φtc tb = 24,68 = 6,17° Trong đó: φi : góc nội ma sát lớp đất thứ i li : chiều dày lớp đất thứ i -Thay vào (1): Fqu = (1,5 + 2.12,5 tg6,17°)2 = 17,662(m2 ) Suy ra: Aqứ = Bqứ = 4,203(m) - Chiều cao khối móng quy ước: Hqu = 𝐿𝑡𝑡 + h = 12,5 + 1,5 = 14(m) tt tt Mo 45o B1 Bqu=B1+2Ltga 45o L tt Qo No A1 Aqu=A1+2Ltga Hình 3.13 Sơ đồ móng khối quy ước SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 54 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng m1 m2 (A Bqứ γ + B Hqứ γ′ + D c) k tc - m1 = 1,2: Do đất có số độ sệt ≤0.5 - m2 = 1: Do đặt sét - k tc = 1: Hệ số đáng tin cậy - Với A, B, D hệ số phụ thuộc vào góc nội suy mà sát củ lớp đất đặt mũi Mũi cọc đặt lớp đất thứ có φ = 30° A=1,15; B=5,59; D= 7,95 -c: Lực kết dính đơn vị, c = 0,03(KG/cm2 ) = 0,3(T/m2 ) lớp đất thứ - γ: dung trọng đất mũi cọc Rtc qứ = γ = γđn3 = (∆3 −∆0 ).γ0 1+e03 = (2,68−1).1 1+0,679 = 1(T/m3 ) - 𝛾′: Là dung trọng trung bình đất từ đáy móng khối quy ước trở lên mặt đất tự nhiên ∑ γi li 1,88.2,5 + 0,929.4 + 1.6 γ′ = = = 1,153(T/m3 ) ∑ li 12,5 1,2.1 (1,15.4,203.1 + 5,59.14.1,153 + 7,95.0,3) = 116,943(T/m2 ) Suy ra: Rtc qứ =  Xác định trọng lượng móng khối quy ước: 𝐺𝑞ứ -Ta có: Gqứ = G1 + G2 + G3 -Trong đó: + G1 : Trọng lượng lớp đất đắp lên đài G1 = γtb h Fqứ = 2,2.1,5.17,662 = 58,285(T) + G2 : Trọng lượng cọc G2 = Fcọc Lcọc γbê tông = 4.0,25.0,25.13,5.2,2 = 7,425(T) + G3 : Trọng lượng đất từ đáy đài đến mũi cọc G3 = Fqứ (γ1 2,5 + γđn2 + γđn3 6) = 17,662(1,88.2,5 + 0,929.4 + 1.6) = 254,615(T) Suy ra: Gqứ = 58,285 + 7,425 + 254,615 = 320,325(T) tc -∑ Nđqư : Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng đáy móng khối quy ước tc ∑ Nđqư = N0tc + Gqứ = 236,9 + 320,325 = 557,225(T) -Độ lệch tâm tải trọng quy ước là: Aqứ 4,203 Motc + Qtc 6,2 + 7,2.1,5 o h eqứ = = = 0,031 < = = 0,701 tc ∑ Nđqư 557,225 6 Suy ra: Tải trọng tác dụng có độ lệch tâm bé tc tc - Khi đó, giá trị σtc max ; σmin ; σtb xác định sau: tc ∑ Nđqư eqứ 557,225 6.0,031 tc (1 + )= (1 + ) = 32,946(T/m2 ) σmax = Fqứ Aqứ 17,662 4,203 SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 55 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng σtc = tc ∑ Nđqư Suy ra: σtc tb = Fqứ (1 − tc σtc max +σmin eqứ 557,225 6.0,031 )= (1 − ) = 30,153(T/m2 ) Aqứ 17,662 4,203 = 32,946+30,153 = 31,55(T/m2 ) -Kiểm tra điểu kiện bền: tc 2 σtc tb = 31,55(T/m ) ≤ R qứ = 116,943(T/m ) tc 2 σtc max = 32,946(T/m ) ≤ 1,2 R qứ = 140,332(T/m ) 3.2.8 Tính tốn độ lún móng cọc -Điều kiện tính tốn kiểm tra sau: S ≤ [Sgh ] = -Chia chiều sâu vùng chịu nén đáy móng thành lớp phân tố hi -Theo qui phạm: 0,2 Bqứ ≤ ℎ𝑖 ≤ 0,4 Bqứ 0,2.4,203 ≤ ℎ𝑖 ≤ 0,4.4,203 0,841 ≤ ℎ𝑖 ≤ 1,681 -Để thuận tiện cho việc tính tốn ta chọn hi = 1(m) -Tính ứng suất trọng lượng thân gây ra: +Lớp đất 1: Phần nằm mực nước ngầm có γ = γ1 = 1,88(T/m3) +Lớp đất 2: Phần nằm mực nước ngầm có γđn2 = 0,929(T/m3) +Lớp đất 3: Phần nằm mực nước ngầm có γđn3 = 1(T/m3) + Phần nằm mực nước ngầm: 𝑛 𝑏𝑡 𝜎𝑧𝑖𝑏𝑡 = 𝜎𝑧𝑖−1 + ∑ 𝛾𝑖 ℎ𝑖 𝑖=1 Tại đáy đài móng ( z = ) : 𝑏𝑡 𝜎𝑧=0 = 𝛾𝑖 ℎ = 1,88.1,5 = 2,82(T/m2 ) Tại độ sâu 1,5(m) kể từ đáy đài móng (z = 1,5) 𝑏𝑡 𝜎𝑧=1,5 = 2,82 + 1,88.1,5 = 5,64(T/m2 ) +Phần nằm mực nước ngầm: 𝑛 𝑏𝑡 𝜎𝑧𝑖𝑏𝑡 = 𝜎𝑧𝑖−1 + ∑ 𝛾đ𝑛𝑖 ℎ𝑖 𝑖=1 Tại độ sâu 6,5(m) kể từ đáy đài móng (z = 6,5m) tức đáy lớp đất 2: 𝑏𝑡 𝑏𝑡 𝜎𝑧=6,5 = 𝜎𝑧=1,5 + 𝛾đ𝑛2 = 5,64 + 0,929.4 = 9,356(T/m2 ) Tại độ sâu 12,5 (m) kểtừđáy đài móng (z = 12,5 m) tức đáy móng khối qui ước: 𝑏𝑡 𝑏𝑡 𝜎𝑧=12,5 = 𝜎𝑧=6,5 + 𝛾đ𝑛3 = 9,356 + 1.6 = 15,356(T/m2 ) -Xác định áp lực gây lún: 𝑡𝑐 𝜎𝑔𝑙 = 𝜎𝑡𝑏 − 𝛾 ′ ℎ = 31,55 − 1,153.14 = 15,408(T/m2 ) -Tính vẽ biểu đồ ứng suất: SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 56 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng + Ứng suất gây lún điểm trục thẳng đứng qua tâm móng xác định theo cơng thức sau: 𝑔𝑙 𝜎𝑍𝑖 = 𝐾𝑜𝑖 𝜎𝑔𝑙 + Hệ số: Koi phụ thuộc vào tỷ số a/b 2z/b, tra theo bảng C2 TCVN 9363:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình 𝑡𝑐 Bảng 3.7 Tổng hợp kết quảtính tốn ứng suất 𝜎𝑧𝑖 𝜎𝑡𝑏 𝑔𝑙 Aqứ 2𝑍𝑖 Lớp Điểm Zi 𝜎𝑧𝑏𝑡 𝜎𝑍𝑖 Koi Bqứ Bqứ đất tính (m) (T/m2 ) (T/m2 ) 0 1 15,408 15,356 1 0,476 0,930 14,324 16,356 2 0,952 0,726 11,193 17,356 Cát hạt vừa 3 1,428 0,517 7,961 18,356 4 1,903 0,363 5,598 19,356 5 2,379 0,261 4,023 20,356 -Dựa kết bảng, ta nhận thấy trục qua tâm móng, ứng suất gây lún độ sâu 5(m) kểtừđáy móng qui ước có giá trị là: 𝑔𝑙 𝑏𝑡 𝜎𝑧=5 = 4,023(T/m2 ) < 0.2 𝜎𝑧=5 = 0,2.20,356 = 4,071(T/m2 ) Vậy: Phạm vi chịu lún chấm dứt độ sâu z = 5(m) kể từ đáy móng qui ước SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 57 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng tt tt Qo No tt Mo Á Cát Á Sét Cát H?t V?a 15,356 16,356 17,356 18,356 19,356 20,356 bt Z (T/m2) 15,408 14,324 11,193 7,961 5,598 4,023 gl Z (T/m2) Hình 3.14 Biểu đồ phân bố ứng suất đáy móng qui ước -Độ lún ổn định đất đáy móng tính phạm vi chịu lún, xác e −e định theo công thức sau : S = ∑ni=1 1i 2i hi 1+e1i Trong đó: S: Độ lún cuối trọng tâm đáy móng e1i e2i : Hệ số rỗng đất P1i P2i nội suy từ đường cong nén lún bt σbt zi−1 + σzi P1i = P2i = P1i + gl σzi Với: 𝑔𝑙 𝜎𝑧𝑖 𝑔𝑙 = 𝑔𝑙 𝜎𝑧𝑖−1 +𝜎𝑍𝑖 Bảng 3.8 Tổng hợp kết tính lún SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 58 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo Lớp Hi P1i P2i Si Si 𝑡ổ𝑛𝑔 phân e1i e2i 2 (cm) (kg/cm ) (kg/cm ) (cm) (cm) bố 100 1,586 3,072 0,631 0,607 1,460 100 1,686 2,961 0,629 0,609 1,231 Cát hạt 100 1,786 2,743 0,626 0,611 0,911 4,617 vừa 100 1,886 2,564 0,624 0,614 0,620 100 1,986 2,467 0,621 0,615 0,395 Ta có: ∑ Si = 4,617(cm) < [Sgh ] = 8(cm) Vậy: Móng thõa mãn điều kiện biến dạng và độ lún 3.2.9 Tính tốn đài cọc 3.2.9.1 Tính tốn chiều cao đài cọc a Kiểm tra chọc thủng Với đài cọc làm bê tơng cốt thép, cần tính tốn điều kiện chọc thủng  Theo phương cạnh a: -Điều kiện tính tốn: + Khi a ≤ ac + h0 Pnp ≤ (ac + a) h0 k R k + Khi a > ac + h0 Pnp ≤ (ac + a) h0 k R k Lớp đất SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 59 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng tt tt Mo 500 1600 350 700 850 tt Qo No I 1600 Hình 3.15 Sơ đồ tính tốn chọc thủng -Trong đó: + a: Cạnh đáy đài song song với cạnh ac +ac : Cạnh dài tiết diện cột song song với mép lăng thể chọc thủng + Pnp : Tổng nội lực đỉnh cọc nằm mép đài và mép lăng thể chọc thủng + h0 : Chiều cao làm việc đài + k: Hệ số độ nghiêng mặt phẳng phá hoại, phụ thuộc vào tỉ số c/h0 , tra theo bảng 3.27(T163-Sách Nền Móng) + c: Khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc xét + R k : Sức chịu kéo tính tốn bê tông làm đài cọc Giả thiết: h0 = 0,7(m) a ≤ ac + h0  1,6(m) ≤ 0,5 + 2.0,7 = 1,9(m) Khi điều kiện kiểm tra là: Pnp ≤ (ac + a) h0 k R k Với: c=0,5(1,6-2.0,15-2.0,25-0,5)= 0,15 SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 60 PBL1: Nền & móng Nên: c h0 = 0,15 0,7 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo = 0,214 Tra bảng ta có k= 1,362 0 Pnp = Pmax + Pmax = 69,432 + 69,432 = 138,864(T) (ac + a) h0 k R k = (0,5 + 1,6) 0,7.1,362.170 = 340,364(T) > Pnp = 138,864(T) Vậy: Chiều cao làm việc h0= 0,7(m) đảm bảo cho đài không bị chọc thủng theo phương cạnh dài cột  Theo phương cạnh b: + Khi b ≤ bc + h0 Pnp ≤ (bc + b) h0 k R k + Khi b > bc + h0 Pnp ≤ (bc + b) h0 k R k -Trong đó: + b: Cạnh đáy đài song song với cạnh bc +bc : Cạnh dài tiết diện cột song song với mép lăng thể chọc thủng + Pnp : Tổng nội lực đỉnh cọc nằm mép đài và mép lăng thể chọc thủng + h0 : Chiều cao làm việc đài + k: Hệ số độ nghiêng mặt phẳng phá hoại, phụ thuộc vào tỉ số c/h0 , tra theo bảng 3.27(T163-Sách Nền Móng) + c: Khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc xét + R k : Sức chịu kéo tính tốn bê tông làm đài cọc Giả thiết h0 = 0,7(m) b ≤ bc + h0 1,6 ≤ 0,35 + 2.0,7 = 1,75 c 0,225 c = 0,5(1,6 − 2.0,15 − 2.0,25 − 0,35) = 0,225 = = 0,321 h0 0,7 Tra bảng ta có: k= 1,227 0 Pnp = Pmin + Pmax = 53,242 + 69,432 = 122,674(T) (bc + b) h0 k R k = (0,35 + 1,6) 0,7.1,227.170 = 284,725(T) > Pnp = 122,674(T) Vậy: Chiều cao làm việc h0= 0,7(m) đảm bảo cho đài không bị chọc thủng theo phương cạnh ngắn cột Vậy: Chiều cao đài cọc theo điều kiện chống chọc thủng là: h = h0 + 0,15 = 0,7 + 0,15 = 0,85(m) b Kiểm tra phá hoại mặt phẳng nghiêng: − Vật liệu làm cọc BTCT góc truyền ứng suất góc 45o − Tính tốn kích thước đáy tháp chọc thủng, đáy tháp chọc thủng nằm mặt phẳng qua đỉnh hàng cọc -Chọn ho=0,7(m)  Theo phương cạnh b: SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 61 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng - Ta có: b=1,6(m), bc=0,35(m) Suy ra: b = 1,6(m) > bc + ho = 0,35 + 0,7 = 1,05(m) Khi điều kiện kiểm tra: Pnp ≤ (bc + b) h0 k R k Trong đó: Pnp tổng lực đỉnh cọc nằm phạm vi mép đài đến mép tiết diện nghiêng 0 Pnp = Pmin + Pmax = 53,242 + 69,432 = 122,674(T) (bc + h0 ) h0 R k = (0,35 + 0,7) 0,7.170 = 124,95(T) Suy ra: Pnp < (bc + b) h0 k R k  Theo phương cạnh a: -Từ sơ đồ ta thấy từ mép đài và mép mặt phẳng nghiêng khơng có cọc Suy ra: Pnp = - Vậy đài cọc khơng bị phá hoại ứng suất kéo mặt phẳng nghiêng h = h0 + 0,15 = 0,7 + 0,15 = 0,85(m) tt tt Mo b=1600 bct=1950 45o ho=700 h=850 tt Qo No a=1600 act=2100 Hình 3.16: Sơ đồ tính tốn phá hoại mặt phẳng nghiêng SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 62 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng 3.2.9.2 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc -Mơmen tiết diện này xác định sau: MI−I = (P2 + P4 ) r1 MII−II = (P3 + P4 ) r2 tt tt Mo ho=700 h=850 tt Qo No 350 II II r1=150 500 1600 r2=225 I I 1600 Hình 3.17 Sơ đồ tính mơ men cột biên -Trong đó: + MI−I , MII−II : Mơmen tiết diện tính tốn + r1 : Khoảng cách từ tim cọc tim cọc tới tiết diện tính toán I-I − 0,5 r1 = = 0,25(m) + r2 : Khoảng cách từ tim cọc tim cọc tới tiết diện tính tốn II-II − 0,35 r2 = = 0,325(m) + P2 , P3 , P4 : Tải trọng tính tốn cơng trình truyền xuống cọc 2, 3, P2 = P3 = P4 = Pmax = 69,432(T) I−I M = (P2 + P4 ) r1 = (69,432 + 69,432) 0,25 = 34,716(Tm) SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 63 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng MII−II = (P3 + P4 ) r2= (69,432 + 69,432) 0,325 = 45,131(Tm)  Tính tốn bố trí cốt thép cho đài móng: -Diện tích cốt thépchịu lực theo tiết diện I-I: MI−I 34,716 I−I Fa = = = 19,68(cm2 ) 0,9 ho R s 0,9.0,7.28000 Chọn 1016 có Fa = 20,096(cm2 ) Bước cốt thép: a = 1600−2.35 10−1 = 170(mm) chọn a = 170(mm) -Diện tích cốt thép chịu lực theo tiết diện II-II: MII−II 45,131 II−II Fa = = = 25,58(cm2 ) 0,9 ho R s 0,9.0,7.28000 Chọn 1118 có Fa = 27,978(cm2 ) Bước cốt thép: a = 1600−2.35 11−1 = 159,765(mm) chọn a = 160(mm) 3.2.10 Kiểm tra cọc q trình thi cơng: 3.2.10.1 Kiểm tra cọc trình vận chuyển, cẩu lắp: -Cọc chịu tải trọng động trình vận chuyển, cẩu lắp nên chọn hệ số an toàn n = -Vì vị trí móc cẩu cần bố trí cho mômen dương lớn trị số mômen âm lớn nhất, đó:  Khoảng cách từ đầu cọc đến vị trí móc cẩu gần 0,207𝐿với 𝐿 chiều dài cọc (không kể phần vát nhọn mũi cọc) Lc  Trị số mômen lớn cọc vị trí móc cẩu: Ma = 0,021.q.L2(Tm) - Xác định khoảng cách từ đầu cọc đến vị trí móc cẩu: a = 0,207.L = 0,207.12,5 = 2,588(m) - Xác định tải trọng thân cọc: q = Fc γbt = 0,25.0,25.2,5 = 0,156(T/m) - Xác định trị số mơmen lớn cọc vị trí móc cẩu: Ma = 0,021 q L2 = 0,021.0,156 12,52 = 0,512(T/m) - Chọn lớp bê tông bảo vệ c = 25(cm) - Chiều cao làm việc tiết diện ngang cọc: hoc = 0,5 − c = 0,5 − 0,25 = 0,25(m) -Diện tích cốt thép chịu lực cần thiết theo tiết diện ngang cọc: Ma n 0,512.2 Favc = = = 1,625(cm2 ) o 0,9 hc R s 0,9.0,25.28000 -Diện tích cốt thép đã bố trí vùng chịu kéo ứng với 2∅18 Fa = 5,087(cm2 ) > Favc = 1,625(cm2 ) Vậy: Cọc đảm bảo điều kiện vận chuyển cẩu lắp 3.1.10.2 Kiểm tra cọc trình treo lên giá búa: -Vì: Cọc có chiều dài Lc=12,65(m) > (m) cần bố trí thêm móc cẩu thứ dùng treo cọc lên giá búa để thi cơng đóng cọc SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 64 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo - Cọc chịu tải trọng động trình vận chuyển, cẩu lắp nên chọn hệsốan tồn n = -Vì vị trí móc cẩu cần bố trí cho mômen dương lớn trị số mômen âm lớn nhất, đó:  Khoảng cách từ đầu cọc đến vị trí móc cẩu gần 0,207𝐿với 𝐿 chiều dài cọc (không kể phần vát nhọn mũi cọc) Lc= 12,65 – 0,15 = 12,5  Trị số mơmen lớn cọc vị trí móc cẩu: Ma = 0,042.q.L2(Tm) -Xác định khoảng cách từ đầu cọc đến vị trí móc cẩu: a = 0,207.L = 0,207 12,5 = 2,588(m) -Xác định tải trọng thân cọc: q = Fc γbt = 0,25.0,25.2,5 = 0,156(T/m) - Xác định trị số mômen lớn cọc vị trí móc cẩu: Ma = 0,021 q L2 = 0,042.0,156 12,5 = 1,024(T/m) - Chọn lớp bê tông bảo vệ c = 25(cm) - Chiều cao làm việc tiết diện ngang cọc: hoc = 0,5 − c = 0,5 − 0,25 = 0,25(m) -Diện tích cốt thép chịu lực cần thiết theo tiết diện ngang cọc: Ma n 1,024.2 Favc = = = 3,251(cm2 ) o 0,9 hc R s 0,9.0,25.28000 -Diện tích cốt thép đã bố trí vùng chịu kéo ứng với 4∅18 Fa = 10,174(cm2 ) > Favc = 3,251(cm2 ) Vậy: Cọc đảm bảo điều kiện để treo lên giá búa Lưu ý: Khi đóng hạ cọc, đầu cọc chịu ứng suất cục nên cần bố trí lưới thép gia cường đầu cọc để chịu ứng suất cục SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 65 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng 0,00m 350 540 4Ø18 Ø6a150 10Ø16a170 L=1330 11Ø18a160 L=1330 450 150 400 900 1500 100 Á Cát 4m -1,5m -4,0m Á Sét 4m -8,0m Cát H?t V?a -14,0m 300 100 900 500 1200 1400 350 10Ø16a170 L=1530 11Ø18a160 L=1530 100 300 300 900 300 100 1500 Hình 3.18 Bố trí cơt thép cho móng nơng cột biên SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 66 ... trung bình vật liệu móng và đất đắp móng - Do móng chịu tải trọng lệnh tâm, ta phải mở rộng kích thước đáy móng phía tải trọng lệch tâm, tức mở rộng cạnh dài móng, cạnh dài móng mở rộng sau: Flệch... mặt bố trí móng SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo PBL1: Nền & móng Số liệu tải trọng tác dụng cột / trụ: Bảng 1: Tải trọng tính tốn mặt mặt móng cọc móng nơng Tải... I: Thiết kế móng nơng thiên nhiên  Phương án II: Thiết kế móng cọc đài thấp SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN MĨNG