PROJECT BASED LEARNING PLB1 nền và MÓNG ĐÁNH GIÁ số LIỆU KHẢO sát địa kỹ THUẬT và đề XUẤT PHƯƠNG án THIẾT kế

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 NÔNG 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 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo SỐ LIỆU THIẾT KẾ PBL Sơ đồ mặt cơng trình: 6000 6000 30 5' 6000 5' 6000 30 3' 6000 3' 6000 1 4500 A SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo 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 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 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo Chỉ tiêu lý lớp đất: Bảng 2: Các tiêu lý lớp đất STT Lớ Á 12 (h Á 27 (h Cá 5 Kết thí nghiệm nén lún Bảng 3: Kết thí nghiệm nén lún STT Lớp đất 12 Á cát, h=4 27 Á sét, h=4 Cát hạt vừa SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo 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 = Độ bão hòa : G = 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 = Độ bão hòa : G = 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 vơ Hệ số rỗng tự nhiên : 0= 0,645 Theo TCVN 9362 – 2012 : Cát hạt vừa : 0,55 ≤ = 0,645 ≤ 0,7 : Lớp cát hạt vừa trạng thái chặt vừa SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng PBL1: Nền & móng Page Độ bão hịa : 0,01 W ∆ G= e0 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 : = Bảng 1.1: Hệ số nén lún STT 12 Á cát, h 27 Á sét, h Cát hạt 1.3 Mặt cắt địa chất cho đất 3000 Lớp 1: Á cát trạng thái dẻo ∆=2,67,γ=1,88(g/ =19%, ℎ= ),W=21,7%, 26%, ϕ=21°, C= 0,18(Kg/ ) Lớp 2: Á sét trạng thái dẻo cứng ∆=2,65,γ=1,87(g/ 3),W=25,4%, =23%, ℎ=31%, ϕ=19°, C= 0,18(Kg/ ) 1000 Lớp 3: Cát hạt vừa trạng thái chặt vừa Hình 1.1: Mặt cắt địa chất cho đất Dày vô 4000 ∆=2,68,γ=1,90(g/ ), W=19%, ϕ=30°, C=0,03(Kg/ ) SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page σtc tc Suy ra: σtb = -Kiểm tra điểu kiện bền: σtctb = 31,55(T/m2) ≤ Rtcqứ = 116,943(T/m2) σtcmax = 32,946(T/m2) ≤ 1,2 Rtcqứ = 140,332(T/m2) 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 ≤ ℎ ≤ 0,4 Bqứ ⇒0,2.4,203 ≤ ℎ ≤ 0,4.4,203 ⇒0,841 ≤ ℎ ≤ 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/m ) +Lớp đất 2: Phần nằm mực nước ngầm có γđn2 = 0,929(T/m ) +Lớp đất 3: Phần nằm mực nước ngầm có γđn3 = 1(T/m ) + Phần nằm mực nước ngầm: = −1 +∑ ℎ Tại đáy đài móng ( z = ) : Tại độ sâu 1,5(m) kể từ đáy đài móng (z = 1,5) +Phần nằm mực nước ngầm: =0 = =1,5 = ℎ = 1,88.1,5 = 2,82(T/m2) 2,82 + 1,88.1,5 = 5,64(T/m2) = −1 +∑ đ ℎ Tại độ sâu 6,5(m) kể từ đáy đài móng (z = 6,5m) tức đáy lớp đất 2: =6,5 = =1,5 + đ = 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: -Xác định áp lực gây lún: -Tính vẽ biểu đồ ứng suất: =12,5 = = =6,5 + đ = 9,356 + 1.6 = 15,356(T/m2) − ′ ℎ = 31,55 − 1,153.14 = 15,408(T/m 2) SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 56 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo + Ứng suất gây lún điểm trục thẳng đứng qua tâm móng xác định theo công thức sau: = + 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 Bảng 3.7 Tổng hợp kết quảtính tốn ứng suất Lớp đất Cát hạt vừa -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: =5 = 4,023(T/m2) < 0.2 =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 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo Á Cát Á Sét Cát H?t V?a 15,356 16,356 17,356 18,356 19,356 20,356 σ bt Z(T/m ) 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 e1i −e2i n định theo công thức sau : S = ∑ i=1 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 P = 1i P =P 2i Bảng 3.8 Tổng hợp kết tính lún +σ 1i zi gl SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng PBL1: Nền & móng Lớp đất Cát hạt vừa Ta có: ∑ Si = 4,617(cm) < [Sgh] = 8(cm) Vậy: Móng thõa mãn điều kiện biến dạng 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 Rk Khi a > ac + h0 Pnp ≤ (ac + a) h0 k Rk SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 59 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo tt tt No tt Mo 350 700 850 Qo Hình 3.15 Sơ đồ tính tốn chọc thủng -Trong đó: + + Pnp: Tổng nội lực đỉnh cọc nằm mép đài mép lăng thể chọc thủng + h : Chiều cao làm việc đài + k: Hệ số độ nghiêng mặt phẳng phá hoại, phụ thuộc vào tỉ số c/h , tra theo bảng 3.27(T163-Sách Nền Móng) + c: Khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc xét + R : Sức chịu kéo tính tốn bê tông làm đài cọc a a: Cạnh đáy đài song song với cạnh ac +ac: Cạnh dài tiết diện cột song song với mép lăng thể chọc thủng 0 k Giả thiết: h0 = 0,7(m) Khi điều kiện kiểm tra là: Pnp ≤ (ac + a) h0 k Rk ≤ ac + h0⇒ 1,6(m) ≤ 0,5 + 2.0,7 = 1,9(m) 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 = 0,15 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo = 0,214 h0 0,7 Tra bảng ta có k= 1,362 Pnp = Pmax0 + Pmax0 = 69,432 + 69,432 = 138,864(T) (ac + a) h0 k Rk = (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 Rk -Trong đó: + + Pnp: Tổng nội lực đỉnh cọc nằm mép đài mép lăng thể chọc thủng + h : Chiều cao làm việc đài + k: Hệ số độ nghiêng mặt phẳng phá hoại, phụ thuộc vào tỉ số c/h , tra theo bảng 3.27(T163-Sách Nền Móng) + c: Khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc xét + R : Sức chịu kéo tính tốn bê tơng làm đài cọc b: Cạnh đáy đài song song với cạnh bc +bc: Cạnh dài tiết diện cột song song với mép lăng thể chọc thủng 0 k Giả thiết h0 = 0,7(m) c = 0,5(1,6 − 2.0,15 − 2.0,25 − 0,35) = 0,225⇒ Tra bảng ta có: k= 1,227 P np (bc + b) h0 k Rk = (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: b Kiểm tra phá hoại mặt phẳng nghiêng: o − Vật liệu làm cọc BTCT góc truyền ứng suất góc 45 − Tính tốn kích thước đáy tháp chọc thủng, đáy tháp chọc thủng nằm mặt phẳng qua đỉnh hàng cọc -Chọn ho=0,7(m) h = h0 + 0,15 = 0,7 + 0,15 = 0,85(m)  Theo phương cạnh b: SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 61 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo - 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 Rk Trong đó: Pnp tổng lực đỉnh cọc 0nằm phạm vi mép đài đến mép tiết diện nghiêng Pnp = Pmin + Pmax = 53,242 + 69,432 = 122,674(T) (bc + h0) h0 Rk = (0,35 + 0,7) 0,7.170 = 124,95(T) Suy ra: Pnp < (bc + b) h0 k Rk  Theo phương cạnh a: -Từ sơ đồ ta thấy từ mép đài mép mặt phẳng nghiêng khơng có cọc Suy ra: Pnp = - Vậy đài cọc không bị phá hoại ứng suất kéo mặt phẳng nghiêng b=1600 h = h0 + 0,15 = 0,7 + 0,15 = 0,85(m) a=1600 act=2100 Hình 3.16: Sơ đồ tính tốn phá hoại mặt phẳng nghiêng SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 62 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo 3.2.9.2 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc -Mômen tiết diện xác định sau: M I−I = (P + P ) r M II−II = (P + P ) r o=700 tt Qo 350 II 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 tốn I-I r1 + r 2: Khoảng cách từ tim cọc tim cọc tới tiết diện tính tốn II-II r + P2, P3, P4: Tải trọng tính tốn cơng trình truyền xuống cọc 2, 3, PBL1: Nền & móng M II−II = (P + P ) r • Tính tốn bố trí cốt thép cho đài móng: -Diện tích cốt thépchịu lực theo tiết diện I-I: FaI−I Chọn 10φ16 có Fa = 20,096(cm2) Bước cốt thép: a = -Diện tích cốt thép chịu lực theo tiết diện II-II: FaII−II Chọn 11φ18 có Fa = 27,978(cm2) Bước cốt thép: a = 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 0,207 với chiều dài cọc (không kể phần vát nhọn mũi cọc) Lc  Trị số mômen lớn cọc vị trí móc cẩu: Ma = 0,021.q.L (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: - Xác định trị số mômen lớn cọc vị trí móc cẩu: - Chọn lớp bê tơng bảo vệ c = 25(cm) - Chiều cao làm việc tiết diện ngang cọc: -Diện tích cốt thép chịu lực cần thiết theo tiết diện ngang cọc: q = Fc γbt = 0,25.0,25.2,5 = 0,156(T/m) Ma = 0,021 q L2 = 0,021.0,156 12,52 = 0,512(T/m) hoc = 0,5 − c = 0,5 − 0,25 = 0,25(m) Favc = -Diện tích cốt thép bố trí vùng chịu kéo ứng với 2∅18 Fa = 5,087(cm 2) > Favc = 1,625(cm 2) 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 công 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 mơmen dương lớn trị số mômen âm lớn nhất, đó:  Khoảng cách từ đầu cọc đến vị trí móc cẩu gần 0,207 với chiều dài cọc (không kể phần vát nhọn mũi cọc) Lc= 12,65 – 0,15 = 12,5  Trị số mômen lớn cọc vị trí móc cẩu: Ma = 0,042.q.L (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: - Xác định trị số mômen lớn cọc vị trí móc cẩu: - Chọn lớp bê tơng bảo vệ c = 25(cm) - Chiều cao làm việc tiết diện ngang cọc: -Diện tích cốt thép chịu lực cần thiết theo tiết diện ngang cọc: q = Fc γbt = 0,25.0,25.2,5 = 0,156(T/m) Ma = 0,021 q L2 = 0,042.0,156 12,5 = 1,024(T/m) hoc = 0,5 − c = 0,5 − 0,25 = 0,25(m) Favc = -Diện tích cốt thép 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 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo 0,00m -1,5m Á Cát 4m -4,0m Á Sét -8,0m 4m Cát H?t V?a 500 -14,0m Hình 3.18 Bố trí cơt thép cho móng nơng cột biên SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 66 ... PGS.TS Đỗ Hữu Đạo 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... 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... Với số liệu tổng hợp tải trọng cơng trình, tiêu lý lớp đất, tình hình địa chất đất nền, ta giải tốn thiết kế móng cơng trình theo phương án sau:  Phương án I: Thiết kế móng nơng thiên nhiên  Phương