Đồ án Nền và móng GVHD Đỗ Hữu Đạo Vật liệu làm móng được chọn là Bê tông cốt thép. Bê tông: chọn bê tông có cấp độ bền B20 với: + Cường độ chịu nén: Rb = 11,5MPa. + Cường độ chịu kéo: Rbt = 0,9MPa. + Mô đun đàn hồi ban đầu: Eb = 27000 MPa. Cốt thép: + CI(AI) dùng làm thép đai có cường độ chịu kéo và chịu uốn là: Rs = Rsc = 225MPa. + CII(AII) dùng làm thép chịu lực cường độ chịu kéo và chịu uốn là: Rs = Rsc = 280MPa. 2.2 Chọn chiều sâu chôn móng. Dựa vào các tính toán, nhận xét về các lớp đất dưới nền ta có thể quyết định chọn vị trí của đáy móng là nằm trong lớp đất thứ 1 là lớp Á sét. Lớp 1 là Á sét ở trạng thái dẻo và bão hòa nước. Xung quanh công trình theo giả thiết không có công trình nào khác. Tải trọng thẳng đứng lớn nhất theo tổ hợp bổ sung Nmax = 114,8 (T). Công trình là loại bình thường, không có thiết kế tầng hầm và không có yêu cầu đặc biệt. Từ các điều kiện nêu trên ta có thể chọn chiều sâu chôn móng là 1,6m.
Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo MỤC LỤC Phần: Số liệu thiết kế 1 Sơ đồ mặt cơng trình Số liệu tải trọng theo đề Kích thước cột Các tiêu lý Kết thí nghiệm nén lún CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG Đánh giá trạng thái lớp đất 1.1 Lớp 1: Á sét – dày 4m 1.2 Lớp 2: Sét – dày 3m 1.3 Lớp 3: Cát hạt vừa – dày 3m Nhận xét, đánh giá tính xây dựng đất Đề xuất Phương án thiết kế Móng CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MĨNG NƠNG Thiết kế tính tốn móng nơng cột 1.1 Chọn vật liệu làm móng 1.2 Chọn chiều sâu chơn móng 1.3 Sơ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 1.4 Kiểm tra theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 1.5 Kiểm tra độ lún móng theo TTGH 1.6 Kiểm tra theo TTGH1 12 1.6.1 Kiểm tra sức chịu tải 12 1.6.2 Kiểm tra ổn định lật 13 1.6.3 Kiểm tra ổn định trượt ngang 14 1.7 Tính chiều cao móng 14 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo 1.8 Tính tốn bố trí cốt thép móng 16 1.8.1 Tính momen tiết diện tính tốn 17 1.8.2 Tính hàm lượng cốt thép chịu lực cần thiết 17 1.8.3 Chọn đường kính số lượng tháp chịu lực 18 1.8.4 Vẽ bố trí thống kê cốt thép móng 18 Thiết kế tính tốn móng nơng cột biên 20 2.1 Chọn vật liệu làm móng 20 2.2 Chọn chiều sâu chơn móng 20 2.3 Sơ xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 20 2.4 Kiểm tra theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 21 2.5 Kiểm tra độ lún móng theo TTGH2 22 2.6 Kiểm tra theo TTGH1 25 2.6.1 Kiểm tra sức chịu tải 25 2.6.2 Kiểm tra ổn định lật 26 2.6.3 Kiểm tra ổn định trượt ngang 27 2.7 Tính chiều cao móng 27 2.8 Tính tốn bố trí cốt thép móng 29 2.8.1 Tính momen tiết diện tính tốn 30 2.8.2 Tính hàm lượng cốt thép chịu lực cần thiết 31 2.8.3 Chọn đường kính tính số lượng thép chịu lực 31 2.8.4 Vẽ bố trí thống kê cốt thép móng 32 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN MĨNG CỌC ĐÀI THẤP 33 Thiết kế tính tốn móng cọc cột 33 1.1 Chọn vật liệu làm cọc đài cọc 33 1.2 Chọn kích thước cọc đài cọc 33 1.2.1 Chọn kích thước tiết diện cọc 33 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo 1.2.2 Chọn kích thước đài cọc 34 1.3 Tính tốn sức chịu tải cọc đơn theo phương dọc trục 34 1.3.1 Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc 34 1.3.2 Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất theo TCVN 10304:2014 35 1.4 Xác định số lượng cọc bố trí cọc móng 37 1.5 Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc 38 1.6 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc 39 1.7 Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc 39 1.8 Tính tốn độ lún móng cọc 42 1.9 Tính toán đài cọc 45 1.9.1 Tính tốn chiều cao đài cọc 45 1.9.2 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc 48 Thiết kế tính tốn móng cọc cột biên 51 2.1 Chọn vật liệu làm cọc đài cọc 51 2.2 Chọn kích thước cọc đài cọc 51 2.2.1Chọn kích thước tiết diện cọc 51 2.2.2 Chọn kích thước đài cọc 52 2.3 Tính tốn sức chịu tải cọc 52 2.3.1 Tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc 52 2.3.2 Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất theo TCVN 10304:2014 53 2.4 Xác định số lượng cọc bố trí cọc móng 55 2.5 Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc 56 2.6 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc 56 2.7 Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc 57 2.8 Tính tốn độ lún móng cọc 60 2.9 Tính tốn đài cọc 63 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo 2.9.1 Tính tốn chiều cao đài cọc 63 2.9.2 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc 66 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Phần: Số liệu thiết kế Sơ đồ mặt cơng trình Hình 1: Sơ đồ Mặt cột Số liệu tải trọng theo đề Bảng 1:Bảng tải trọng tính tốn mặt móng nơng: STT Tổ hợp M Q (Tm) (T) Tổ hợp bổ sung M Q (Tm) (T) Cột N (T) Cột 96.4 2.6 2.7 118.5 4.1 3.2 Cột biên 92.3 2.8 1.7 114.8 3.4 2.0 N (T) 22 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Bảng 2: Bảng tải trọng tính tốn mặt móng-PA cọc khoan nhồi STT Tổ hợp N M Q (T) (Tm) (T) Cột Tổ hợp bổ sung N M Q (T) (Tm) (T) Cột 404.9 10.9 11.3 497.7 17.2 13.6 Cột biên 387.8 11.8 6.9 482.3 14.1 8.3 22 Kích thước cột 350 350x500 ( mm x mm ) 500 Hình Hình vẽ kích thước cột Các tiêu lý Bảng 3: Các tiêu lý lớp đất: Các tiêu lí đất Lớp (Á sét,h = 4m) 27 Lớp (Sét, h = 3m) 34 Lớp (Cát hạt vừa, h = 3m) Tỷ trọng Δ 2.65 2.71 2.68 Dung trọng γ (g/cm3) 1.87 1.87 1.9 Độ ẩm tự nhiên W (%) Giới hạn nhão Wnh (%) 25.4 31 28 40 19 - Giới hạn dẻo Wd (%) Góc nội ma sát φ 23 19 20.4 15 30 Lực dính đơn vị C (kG/cm2) 0.23 0.33 0.03 Trị số SPT N30 13 12 26 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Lớp 1: Á sét , dày 4m Δ = 2.65, γ = 1.87 g/cm3, W = 25.4% Wnh = 31%, Wd = 23%, φ = 19o c = 0.23 kG/cm2 Lớp 2: Sét , dày 3m Δ = 2.71, γ = 1.87 g/cm3, W = 28% Wnh = 40%, Wd = 20.4%, φ = 15o c = 0.33 kG/cm2 Lớp 3: Cát hạt vừa , dày 3m Δ = 2.68, γ = 1.9 g/cm3, W = 19% φ = 30o , c = 0.03 kG/cm2 Hình Mặt cắt địa chất Kết thí nghiệm nén lún Bảng 4: Kết thí nghiệm nén lún: STT 27 34 Lớp đất Á sét h=4m Sét h=3m Cát hạt vừa h= 3m Hệ số rỗng cho cấp áp lực pi (kG/cm2) P0= P1= P2= P3= P4= 2 2 0kG/cm 1kG/cm 2kG/cm 3kG/cm 4kG/cm2 e0 e1 e2 e3 e4 0.777 0.726 0.697 0.675 0.663 0.855 0.805 0.766 0.737 0.722 0.679 0.645 0.621 0.608 0.596 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Đường cong nén lún 0.9 Lớp 0.85 Lớp Lớp Hệ số rỗng e 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Tải trọng P (kG/cm2) Hình Biểu đồ đường cong nén lún lớp đất SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG Đánh giá trạng thái lớp đất 1.1 Lớp 1: Á sét – dày 4m Độ sệt : B = 𝑊−𝑊𝑑 𝑊𝑛ℎ−𝑊𝑑 = 25,4-23 31-23 = 0,3 Ta có: 0,25< B= 0,3 ≤ 0,5 Theo TCVN 9362-2012: Lớp Á sét trạng thái dẻo cứng Độ bão hòa nước: G = 0,01 𝑊.𝛥 𝑒𝑜 = 0,01 25,4 2,65 0,777 = 0,87 Ta có: G=0,87 > 0,8 Theo TCVN 9362-2012: Lớp Á sét trạng thái bão hòa nước 1.2 Lớp 2: Sét – dày 3m Độ sệt : B = 𝑊−𝑊𝑑 𝑊𝑛ℎ−𝑊𝑑 = 28 - 20,4 = 0,387 40 - 20,4 Ta có: 0,25< B= 0,387 ≤ 0,5 Theo TCVN 9362-2012: Lớp Á sét trạng thái dẻo cứng Độ bão hòa nước: G = 0,01 W Δ 𝑒𝑜 = 0,01 28 2,71 = 0,88 0,855 Ta có: G=0,88 > 0,8 Theo TCVN 9362-2012: Lớp Á sét trạng thái bão hòa nước 1.3 Lớp 3: Cát hạt vừa – dày 3m Hệ số rỗng tự nhiên: e0 = 0,679 Ta có: 0,55 ≤ 0,679 ≤ 0,7 Theo TCVN 9362-2012: Đất cát trạng thái chặt vừa Độ bão hòa nước: G = 0,01 𝑊.𝛥 𝑒0 = 0,01 19 2,68 0,679 = 0,75 Ta có: 0,5 < G= 0,75 < 0,8 Theo TCVN 9362-2012: Đất cát hạt vừa trạng thái ẩm SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Hệ số nén lún: 𝑎𝑖 − 𝑒𝑖 = 𝑒𝑝𝑖−1 −𝑝 𝑖 𝑖−1 Bảng 1.1 Bảng tính hệ số nén lún cho cấp áp lực cho lớp đất: Lớp đất Hệ số nén lún (cm2/kG) a0-1 a1-2 a2-3 a3-4 (27) 0.051 0.029 0.022 0.012 (34) 0.05 0.039 0.029 0.015 (05) 0.034 0.024 0.013 * Các giá trị hệ số rỗng theo cấp áp lực lấy Bảng 0.012 Nhận xét, đánh giá tính xây dựng đất Ta thấy đất không gồm lớp đất yếu sau: bùn, than bùn, cát chảy, đất bùn, đất sét yếu,… Tính chất đất: + Cả lớp đất có hệ số rỗng eo < 1; + Các lớp đất sét sét có độ sệt B < 1; + Trị số SPT N30: lớp đất loại Sét trị số SPT N30 lớn nhỏ 15 (dẻo cứng), lớp đất cát có trị số khoảng 10-30 (kết cấu chặt vừa) + Hệ số nén lún: 0,001 < a1-2 < 0,1 (kG/cm2) Vậy đất có tính xây dựng tốt, khơng phải xử lí xây dựng Đề xuất Phương án thiết kế Móng Với số liệu ban đầu tải trọng cơng trình, tiêu lý lớp đất, tình hình địa chất cát lớp đất, ta nhận thấy giải tốn thiết kế móng cơng trình theo hai phương án sau: Phương án 1: Thiết kế móng nơng thiên nhiên Phương án 2: Thiết kế móng cọc khoan nhồi SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo -Thay vào công thức xác định : n Pdn = m (mr R F + u ∑ni=1 mf fi li ) = 1.(1.445,5.0,1963+1,57.0,9.85,37) = 210 (T) 𝑡𝑘 -Sức chịu tải tính tốn cọc chịu nén :[𝑃đ𝑛 ]= 𝑛 𝑃đ𝑛 𝑛 𝐾𝑡𝑐 = 210 1,4 = 150(T) 𝑛 -Sức chịu tải cọc để tính toán n[P] =min(𝑃đ𝑛 ,𝑃𝑣𝑙 ) = 150(T) -Sức chịu tải cọc theo vật liệu không so với sức chịu tải đất nên giả thiết kích thước cọc vật liệu ban đầu hợp lí 2.4 Xác định số lượng cọc bố trí cọc móng - Sử dụng tải trọng tính tốn tổ hợp bổ sung để tính tốn: Ntt = 482,3 (T) ; Mtt = 14,1 (Tm) ; Qtt = 8,3 (T) - Số lượng cọc móng xác định dựa công thức sau: nc = N tt P Trong đó: 𝛴Ntt = Ntt + G = 482,3 + 2,2.2.2.1,5 = 495,5(T) 𝛽 – Hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng mômen, tải trọng ngang số lượng cọc đài; chọn 𝛽 = 1,2 =>Số lượng cọc móng: nc = 1,2 495,5 150 = 3,964 Chọn số cọc cọc để thuận tiện cho thi cơng bố trí Hình 3.12 Sơ đồ bố trí cọc móng SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 55 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo 2.5 Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc -Dùng tải trọng tính tốn tổ hợp bổ sung để tính tốn - Khi móng chịu tải trọng lệch tâm xảy tượng số cọc móng chịu tải trọng lớn số cọc chịu tải trọng bé, xảy trường hợp cọc không chịu nén mà chịu kéo -Để kiểm tra xem cọc chịu nén phạm vi cho phép (tối ưu nhất) có xảy tượng cọc chịu kéo hay khơng, cần rà sốt kiểm tra điều kiện sau: P0max ≤ [𝑃] -Đối với cọc chịu nén: -Để tất cọc chịu nén: P0min ≥ -Trong đó: + P0max, P0min – Là tải trọng tác dụng lên cọc chịu nén nhiều cọc chịu nén + [P] = 150(T) – sức chịu tải cọc -Xác định: P0max: 𝑃0𝑚𝑎𝑥 = -Xác định: P0min : 𝑃0𝑚𝑖𝑛 = ∑ 𝑁 𝑡𝑡 𝑛𝑐 ∑ 𝑁 𝑡𝑡 𝑛𝑐 + − 𝑛 𝑀𝑑𝑡𝑡 𝑥𝑚𝑎𝑥 ∑ 𝑥𝑖2 𝑛 𝑀𝑑𝑡𝑡 𝑥𝑚𝑖𝑛 ∑ 𝑥𝑖2 Trong đó: ∑ 𝑁 𝑡𝑡 = 495,5(T) – Tổng tải trọng đáy đài ; nc = – số cọc đài 𝑀đ𝑡𝑡 – Tổng momen tính tốn đáy đài 𝑀đ𝑡𝑡 = 𝑀0𝑡𝑡 + 𝑄0𝑡𝑡 ℎ = 14,1 + 8,3.1,5 = 26,55(T.m) 𝑛 𝑛 𝑥𝑚𝑎𝑥 – Khoảng cách từ trục y đến cọc chịu nén nhiều nhất; 𝑥𝑚𝑎𝑥 = 0,65 (m) 𝑛 𝑛 𝑥𝑚𝑖𝑛 – Khoảng cách từ trục y đến cọc chịu nén nhất; 𝑥𝑚𝑖𝑛 = 0,65 (m) 𝑥𝑖 – Khoảng cách từ trục y đến cọc thứ i ; 𝑥𝑖 = 0,65 (m) Thay vào điều kiện kiểm tra ta có: 𝑃0𝑚𝑎𝑥 = 495,5 𝑃0𝑚𝑖𝑛 = 495,5 4 + - 26,55.0,65 4.0,652 26,55.0,65 4.0,652 =134,09 (T) < [𝑃] = 150(T) =113,66(T) > Vậy tất cọc chịu nén thỏa mãn điều kiện sức chịu tải cho phép 2.6 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc Dùng tải trọng tính tốn tổ hợp bổ sung để tính tốn Điều kiện: H0 < [Hng] SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 56 Đồ án: Nền móng Trong : GVHD: Đỗ Hữu Đạo H0 : Tải trọng ngang tác dụng lên cọc H0 = ∑H n = 𝑄𝑡𝑡 + (𝑀𝑡𝑡/ℎ) = 8,3 + 14,1/1,5 = 4,425 [Hng] : Sức chịu tải ngang tính tốn cọc, phụ thuộc loại cọc, chiều dài cọc, bảng 5.1 trang 216 Hng = (T) -Vậy H0 ≤ Hng thỏa mãn, cọc đủ sức chịu tải theo phương ngang 2.7 Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc Để kiểm tra cường độ đất móng cọc, coi cọc, đài cọc phần đất xung quanh cọc móng khối qui ước Fqu = ( A1 +2.L tgα ) ( B1 + 2.L tgα ) Trong đó: A1, B1 – Khoảng cách từ mép hai hàng cọc đối diện theo hai phía; A1 = B1 = 1,8 (m) L – Chiều dài cọc, tính từ đáy đài đến mũi cọc; L= 15,5 (m) α – Góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép hàng cọc ngồi Hình 3.13 Sơ đồ móng khối qui ước SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 57 Đồ án: Nền móng - Xác định α: GVHD: Đỗ Hữu Đạo 𝛼= 𝑡𝑐 𝜙𝑡𝑏 với 𝑡𝑐 𝜙𝑡𝑏 = 𝛴𝜙𝑖 𝑙𝑖 𝛴𝑙𝑖 𝑡𝑐 𝜙𝑡𝑏 – góc nội ma sát trung bình lớp đất mà cọc qua Trong đó: φi – Góc nội ma sát lớp đất thứ i li – chiều dày lớp đất thứ i tctb = l l i i = i tc 25,32 19.2,5 + 15.3 + 30.10 = 6,330 = 25,32 => = tb = 4 2,5 + + 10 Vậy diện tích đáy móng khối qui ước: Fqu = ( 1,8 + 2.15,5.tg6,330 ) ( 1,8 + 2.15,5.tg6,330 ) = 27,45(m2) Điều kiện kiểm tra cường độ đất nền: đ(𝑞ư) 𝜎𝑡𝑏 đ(𝑞ư) Trong đó: 𝜎𝑡𝑏 ≤ Rtc – Ứng suất tiếp xúc trung bình đáy móng khối qui ước Rtc – Cường độ tiêu chuẩn đất đáy móng khối qui ước - Xác định cường độ tiêu chuẩn đất Rtc (tương tự móng nông) Dùng tải trọng tiêu chuẩn, tổ hợp để tính tốn kiểm tra: Tải trọng tổ hợp bản: Ntc = 322,5(T) ; Mtc = 9,83 (Tm); Qtc = 5,75(T) 𝑞𝑢 Cường độ tiêu chuẩn 𝑅𝑡𝑐 đất xác định theo công thức sau: Rtc = 𝑚1 𝑚2 𝐾𝑡𝑐 (𝐴 𝐵𝑞𝑢 𝛾 + 𝐵 ℎ𝑞ư 𝛾 ′ + 𝐷 𝑐) Trong đó: - m1: hệ số điều kiện làm việc đất nền, tra PL2.1, m1 =1,2 - m2: hệ số điều kiện làm việc cơng trình có tác dụng với đất m2 =1 - Ktc =1 – Hệ số tin cậy tiêu lý xác định từ thí nghiệm trực tiếp với đất - c – lực kết dính lớp đất thứ 3: c = 0,03 KG/cm2 = 0,3 T/m2 - ϕ = 300 Tra bảng ta được: A = 1,15; B = 5,59; D = 7,95 - hqư = 17 (m) – chiều sâu móng khối qui ước - 𝛾 dung trọng đất đáy móng khối quy ước 𝛾 = 1,9 (T/m3) Do đáy móng khối quy ước nằm MNN nên ta dùng dung trọng đẩy nổi: dn3 = (3 − ). (2,68 − 1).1 = = 1(T / m ) + e03 + 0,679 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 58 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo - 𝛾' dung trọng trung bình đất từ đáy móng khổi quy ước trở lên mặt đất tự nhiên 𝛾' = Rtc= 1,2.1 1,1 ∑ 𝛾𝑖 𝑙𝑖 ∑ 𝑙𝑖 = 4.1,87 + 0,92.3 + 1.10 = 1,19 (T/m3) 17 (1,15.5,24.1+5,59.17.1,19+7,95.0,3)= 132,54 (T/m2 ) * Gqư trọng lượng khối móng quy ước, bao gồm trọng lượng đài, cọc đất Gqư = G1 + G2 + G3 G1 Là trọng lượng khối móng từ đáy đài trở lên: G1 = Fqư 𝛾 tb h = 27,45 2,2 1,5 = 90,6(T) G2 : trọng lượng cọc: G2 = Fcọc Lcọc 𝛾 bêtông = 4.0,1963.15,5.2,5= 30,43(T) G3 trọng lượng đất từ đáy đài đến mũi cọc 𝐺3 = 𝐹𝑞𝑢 (𝛾1 2,5 + 𝛾đ𝑛2 + 𝛾đ𝑛3 10) = 27,45 (1,87.2,5 + 0,92.3 + 1.10) = 478,6(T) => Gqư = 90,6+ 30,43+ 478,6= 599,63(T) ∑𝑁𝑑𝑞𝑢 Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng đáy móng khối quy ước ∑𝑁𝑑𝑞𝑢 = 𝑁0𝑡𝑐 + 𝐺𝑞𝑢 = 322,5+ 599,63= 922,13(T) Độ lệch tâm tải trọng : 𝑒𝑎𝑞𝑢 = 𝑀𝑡𝑐 +𝑄𝑡𝑐 ℎ𝑞𝑢 ∑𝑁𝑑𝑞𝑢 = 9,83+5,75.17 922,13 = 0,117 < 𝐴𝑞𝑢 = 5,24 = 0,87 => Tải trọng có độ lệch tâm bé 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑡𝑐 Khi giá trị 𝜎𝑚𝑎𝑥 ; 𝜎𝑚𝑖𝑛 ; 𝜎𝑡𝑏 xác định sau: 𝑡𝑐 𝜎𝑚𝑎𝑥 𝑡𝑐 𝜎𝑚𝑖𝑛 = = ∑ Ndtc Fqư ∑ Ntc d Fqư (1 + (1 + 6ea 992,13 6.0,117 )= (1 + ) = 38,09(T / m ) Aqu 27, 45 5, 24 6ea 992,13 6.0,117 )= (1 + ) = 29,09(T / m ) Aqu 27, 45 5, 24 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝜎𝑡𝑏 = 0,5.( 𝜎𝑚𝑎𝑥 + 𝜎𝑚𝑖𝑛 ) = 0,5.(38,09 + 29,09) = 33,6(T/m2) < Rtc = 132,54(T/m2) Vậy cường độ đất mặt phẳng mũi cọc thỏa mãn yêu cầu SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 59 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo 2.8 Tính tốn độ lún móng cọc - Độ lún móng cọc độ lún móng khối quy ước Điều kiện tính tốn kiểm tra sau: 𝑆 ≤ [𝑆𝑔ℎ ] = 8𝑐𝑚 Trong đó: S: Độ lún đất (cm) [𝑆𝑔ℎ]: Độ lún giới hạn cho phép (cm) Theo TCVN-9362:2012, chọn [𝑆𝑔ℎ] = 8𝑐𝑚 cho cơng trình khung bê tơng cốt thép có tường chèn a) Chia chiều sâu vùng chịu nén đáy móng thành lớp phân tố 𝒉𝒊 Theo qui phạm: 0,2.Bqu ≤ hi ≤ 0,4.Bqu => 0,2.5,24≤ hi ≤0,4.5,24 => 1,048(m) ≤ hi ≤ 2,096(m) Để thuận tiện cho việc tính tốn ta chọn ℎ𝑖 = (𝑚) b) Tính ứng suất trọng lượng thân gây ra: Lớp đất 1: - Phần nằm mực nước ngầm có: = 1 =1,87 (T/m3) -Phần nằm mực nước ngầm có :γđn1=0,88 (T/m3) Lớp đất 2: - Phần nằm mực nước ngầm có: đn2 = 0,92 (T/m3) Lớp đất 3: - Phần nằm mực nước ngầm có: đn3 = (T/m3) Tính ứng suất thân đất điểm trục qua tâm móng: - Phần nằm mực nước ngầm: 𝑛 𝑏𝑡 𝜎𝑧𝑖𝑏𝑡 = 𝜎𝑧𝑖−1 + ∑ 𝛾𝑖 ℎ𝑖 𝑖=1 Tại đáy đài móng(z=0) : 𝑏𝑡 𝜎𝑧=0 = 𝛾1 𝐻 = 1,87.1,5 = 2.8(𝑇/𝑚2 ) Tại độ sâu 2,5(m) kể từ đáy đài móng (z = 2,5m) tức mực nước ngầm SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 60 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo 𝑏𝑡 𝑏𝑡 𝜎𝑧=2,5 = 𝜎𝑧=0 + 𝛾1 𝑧 = 2,8 + 1,87.2,5 = 7,48(𝑇/𝑚2 ) - Phần nằm mực nước ngầm: 𝑛 𝜎𝑧𝑏𝑡𝑖 = 𝜎𝑧𝑏𝑡𝑖−1 + ∑ 𝛾đ𝑛𝑖 ℎ𝑖 𝑖=1 Tại độ sâu 5,5(m) kể từ đáy đài móng (z = 5,5m) tức đáy lớp đất 2: 𝑏𝑡 𝑏𝑡 𝜎𝑧=5,5 = 𝜎𝑧=2,5 + 𝛾đ𝑛1 = 7,48 + 0,92.3 = 10,24 (𝑇/𝑚2 ) Tại độ sâu 15,5(m) kể từ đáy đài móng (z = 15,5(m)) tức đáy móng khối qui ước: 𝑏𝑡 𝑏𝑡 𝜎𝑧=15,5 = 𝜎𝑧=5,5 + 𝛾đ𝑛3 10 = 10,24 + 10 = 20,24 (𝑇/𝑚2 ) c) Xác định áp lực gây lún: 𝑑 𝜎𝑔𝑙 = 𝜎𝑡𝑏 − γ′ 𝐻 = 33,6 − 1,19.17 = 13,37( 𝑇/𝑚2 ) d) Tính vẽ biểu đồ ứng suất gây lún biểu đồ ứng suất thân Ứng suất gây lún điểm trục thẳng đứng qua tâm móng xác định theo cơng thức sau: 𝑔𝑙 𝜎𝑍𝑖 = 𝐾0𝑖 𝜎 𝑔𝑙 Trong đó: 𝐾0 hệ số phụ thuộc vào tỉ số a/b 𝑧𝑖/𝑏; 𝐾0 tra theo bảng (II-2) sách Cơ học đất Bảng 3.5 Tổng hợp kết tính zi zibt Điểm 𝑔𝑙 𝐴𝑞ứ /𝐵𝑞ứ 2𝑍𝑖 /𝐵𝑞ứ 𝑍𝑖 (𝑚) 𝐾0 𝜎𝑧𝑖 (𝑇/𝑚2 ) 𝜎𝑧𝑏𝑡𝑖 (𝑇/𝑚2 ) tính 0 0,000 13,27 20,24 0,763 0,814 10,8 22,24 1,527 0,474 6,29 24,24 2,29 0,277 3,68 26,24 Dựa kết bảng trên, ta nhận thấy trục qua tâm móng, ứng suất gây lún độ sâu 6(m) kể từ đáy móng qui ước có giá trị là: 𝑔𝑙 𝑏𝑡 𝜎𝑧𝑖 = 3,68(𝑇/𝑚2 ) < 0,2 𝜎𝑍𝑖 = 0,2.26,24 = 5,248 (𝑇/𝑚2 ) Vậy phạm vi chịu lún chấm dứt độ sâu z = (m) kể từ đáy móng qui ước SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 61 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Hình 3.14 Biểu đồ phân bố ứng suất đáy móng qui ước Tính lún theo cơng thức sau:𝛼 𝑛 𝑆=∑ 𝑖=1 𝑒𝑖 − 𝑒𝑖+1 ℎ𝑖 + 𝑒𝑖 Trong đó: S: Độ lún cuối trọng tâm đáy móng 𝑒𝑖 𝑣à 𝑒𝑖+1 : hệ số rỗng đất ứng với 𝑃𝑖 𝑣à 𝑃𝑖+1 , nội suy từ đường cong nén lún (e, p) 𝑏𝑡 𝑏𝑡 (𝜎𝑍𝑖−1 + 𝜎𝑍𝑖 ) 𝑃1𝑖 = 𝑔𝑙 𝑔𝑙 (𝜎 + 𝜎𝑍𝑖 ) 𝑃2𝑖 = 𝑃1𝑖 + 𝑍𝑖−1 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 62 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Bảng 3.6 Tổng hợp kết tính lún Lớp phân tố ℎ𝑖 (𝑐𝑚) 200 200 200 𝑃𝑖 (𝑇/𝑚2 ) 21,24 23,24 25,24 𝑃𝑖+1 (𝑇/𝑚2 ) 33,275 31,785 30,225 𝑒𝑖 0,619 0,616 0,614 𝑒𝑖+1 0,603 0,605 0,607 𝑠𝑖 (𝑐𝑚) 1,976 1,36 0,871 S= ∑ Si =1,976+1,36 +0,871=4,207 (cm) 𝑎𝑘 + 2ℎ0 𝑃𝑛𝑝 ≤ (𝑎𝑘 + ℎ0 )ℎ0 𝑘 𝑅𝑘 Trong đó: + 𝑎𝑘 – cạnh dài tiết diện cột song song với mép lăng thể chọc thủng + ℎ0 – chiều cao làm việc đài + 𝑃𝑛𝑝 – tổng nội lực đỉnh cọc nằm mép đài mép lăng thể chọc thủng + k – hệ số nghiêng mặt phẳng phá hoại, phụ thuộc vào tỷ số 𝑐/ℎ0 + c – khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc xét + 𝑅𝑘 – sức chịu kéo tính tốn bê tông làm đài cọc SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 63 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Hình 3.15 Sơ đồ tính tốn chọc thủng Giả thiết ℎ0 = 1𝑚 a < ak + 2h0 → < 0,5+2.1=2,5 (thỏa mãn) Khi điều kiện kiểm tra là: 𝑃𝑛𝑝 ≤ (𝑎𝑘 + 𝑎)ℎ0 𝑘 𝑅𝑘 Với c1 = 0,15 (m) khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc xét Ta có: Vì hệ số 𝑐1 ℎ0 𝑐1 ℎ0 = 0,15 = 0,15 nhỏ < 0,2 nên đài cọc không bị phá hoại thoe mặt phẳng nghiêng Vậy chiều cao làm việc h0 = 1m đảm bảo cho đài cọc không bị chọc thủng theo phương cạnh a * Theo phương cạnh b: Điều kiện tính tốn: Khi 𝑏 ≤ 𝑏𝑘 + 2ℎ0 𝑃𝑛𝑝 ≤ (𝑏𝑘 + 𝑏)ℎ0 𝑘 𝑅𝑘 Khi 𝑏 > 𝑏𝑘 + 2ℎ0 𝑃𝑛𝑝 ≤ (𝑏𝑘 + ℎ0 )ℎ0 𝑘 𝑅𝑘 SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 64 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Trong đó: + b – Cạnh đáy đài song song với cạnh 𝑏k + bk – Cạnh ngắn tiết diện cột song song với mép lăng thể chọp thủng + 𝑃𝑛𝑝 – tổng nội lực đỉnh cọc nằm mép đài mép lăng thể chọc thủng + h0 – chiều cao làm việc đài + k – hệ số nghiêng mặt phẳng phá hoại, phụ thuộc vào tỷ số 𝑐/ℎ0 + c – khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc xét + 𝑅𝑘 – sức chịu kéo tính tốn bê tơng làm đài cọc Giả thiết ℎ0 = 1𝑚 b < bk +2h0 → < 0,35+2.1=2,35 (m) Ta có: c2 =0,25(m) Suy c2 h0 = 0,25 =0,25, tra bảng k = 1,315 Ta có: 𝑃𝑛𝑝 = 𝑃0𝑚𝑎𝑥 + 𝑃0𝑚𝑎𝑥 = 134,09+ 134,09= 268,18(T) (bk +b)h0 k.Rk =(0,35+2).1.1,315.90= 278,123(T) Pnp ≤ (bk + b)h0 k R k Vậy chiều cao làm việc h0 = m đảm bảo cho đài cọc không bị chọc thủng theo phương cạnh b Chiều cao đài cọc h = ho + 0,15 = + 0,15 = 1,15 m với 0,15 m chiều dài đoạn cọc ngàm vào đài b) Tính tốn chiều cao đài cọc đảm bảo đài cọc không bị phá hoại mặt phẳng nghiêng ứng suất kéo − 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: act = 𝑎𝑘 + 2ℎ0 = 0,5 + 2.1 = 2,5 (m) bct = 𝑏𝑘 + 2ℎ0 = 0,35 + 2.1 = 2,35 (m) Từ sơ đồ ta thấy từ mép đài mép mặt phẳng nghiêng khơng có cọc nào.Vậy đài cọc khơng bị phá hoại ứng suất kéo mặt phẳng nghiêng Kết luận: chiều cao đài cọc là: hd = + 0,15 = 1,15( m) SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 65 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Hình 3.16 Sơ đồ tính tốn phá hoại mặt phẳng nghiêng 2.9.2 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc - Cốt thép đài cọc chủ yếu chịu mômen phản lực đầu cọc gây ra, thường bố trí cốt thép ứng với mơmen lớn - Khi tính tốn đài cọc cột coi ngàm cứng, đài cọc làm việc công sơn ngàm mép cột nên tiết diện thẳng đứng mép cột có mơmen lớn ( tiết diện nguy hiểm nhất) - Mômen tiết diện xác định sau: MI−I = (P2 + P3 ) r1 MII−II = (P3 + P4 ) r2 Trong đó: + 𝑀𝐼−𝐼 , 𝑀𝐼𝐼−𝐼𝐼 – Momen tiết diện tính tốn + 𝑟1 – Khoảng cách từ tim cọc tim cọc tới tiết diện tính toán I-I 𝑟1 = 1,3−0,5 = 0,4 (m) SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 66 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo + 𝑟2 – Khoảng cách từ tim cọc tim cọc tới tiết diện tính tốn II-II 𝑟2 = − 0,35 − 0,35= 1,3 (m) + P2,P3,P4 – Tải trọng tính tốn cơng trình truyền xuống cọc 2, 3, 𝑃2 = 𝑃3 = 𝑃0𝑚𝑎𝑥 = 134,09 (𝑇) ; P4 = 𝑃0𝑚𝑖𝑛 = 133,66 (𝑇) Hình 3.17 Sơ đồ tính tốn cốt thép cho đài cọc Thay vào cơng thức, ta có: 𝑀𝐼−𝐼 = (𝑃2 + 𝑃3 ) 𝑟1 = (134,09 + 134,09).0,4 = 107,272(Tm) 𝑀𝐼𝐼−𝐼𝐼 = (𝑃3 + 𝑃4 ) 𝑟2 =(134,09 + 133,66).1,3 = 348,075(Tm) SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 67 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo ∗ Tính tốn bố trí cốt thép cho đài móng: - Diện tích cốt thép chịu lực theo tiết diện I-I: 𝑀𝐼−𝐼 107,272 104 𝐹𝑎𝐼−𝐼 = = = 42,57(𝑐𝑚2 ) 0,9 ℎ0 𝑅𝑠 0,9.1.280.102 → Chọn 9∅25 có 𝐹𝑎 = 44,18(𝑐𝑚2 ) Khoảng cách đặt thép: 𝑎 = 2000−2.35 9−1 = 241,25(𝑚𝑚) → Chọn a = 200mm - Diện tích cốt thép chịu lực theo tiết diện II-II: 𝑀𝐼𝐼−𝐼𝐼 348,075 104 = = = 138,125(𝑐𝑚2 ) 0,9 ℎ0 𝑅𝑠 0,9.1.280.102 → Chọn 18∅32 có 𝐹𝑎 = 144,76(𝑐𝑚2 ) 𝐹𝑎𝐼−𝐼𝐼𝐼 Khoảng cách đặt thép: 𝑎 = 2000−2.35 18−1 = 113,53(𝑚𝑚) → Chọn a = 110mm SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 68 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo Hình 3.18 Sơ đồ bố trí cốt thép móng cọc đài thấp SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 69 ... SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG Đánh giá trạng thái lớp đất 1.1 Lớp 1: Á sét –... đáy móng trở lên tính chiều cao móng SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang 14 Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo - Do vật liệu làm móng BTCT nên góc truyền ứng suất 45 Hình 2.4: Sơ đồ. .. phương án sau: Phương án 1: Thiết kế móng nơng thiên nhiên Phương án 2: Thiết kế móng cọc khoan nhồi SVTH: Võ Phi Hùng & Phan Thanh Học - 19THXD Trang Đồ án: Nền móng GVHD: Đỗ Hữu Đạo CHƯƠNG TÍNH