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 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 Page PBL1: Nền & móng 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 Dày vô 4000 1000 3000 1.3 Mặt cắt địa chất cho đất 12 Á cát, h 27 Á sét, h Cát hạt PBL1: Nền & móng -Theo phương cạnh dài: 0,5(a + ac) σtt = σ +σ tt tt max r= M I−I = 0,125 r b (a − a -Theo phương cạnh ngắn: -Tính bố trí cốt thép theo phương cạnh dài: MII−II = 0,5 σtttb a (b − bc)2 = 0,5.28,333.2,2 (1,8 − 0,4)2 = 61,086(Tm) FaI−I = +Chọn 11∅14 ó +Bước cốt thép: = - Tính bố trí cốt thép theo phương cạnh ngắn: FaII−II = +Chọn 17∅18 ó +Bước cốt thép: = -Bố trí cốt thép cho móng sau: Theo phương cạnh dài 11∅14a180 Theo phương cạnh ngắn 17∅18a140 1800 + + Hình 2.12 Bố trí cốt thép cho móng nơng cột biên TL 1:25 SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 28 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN MĨNG CỌC ĐÀI THẤP 3.1 Thiết kế tính tốn móng cọc cột Bảng 3.1 Số liệu tải trọng móng cọc cột Cột -Tải trọng tiêu chuẩn đặt đỉnh móng N o = n = tc = n = 1,2 = 5,583(Tm) 1,2 = 179,833(T) M Mo tc o tt 6,7 o Q Q 215,8 tt tc No tt 6,3 o = n = 1,2 = 5,250(T) 3.1.1 Chọn vật liệu làm cọc đài cọc -Vật liệu chọn làm cọc bê tông cốt thép -Bê tông cọc bê tông đài cọc Mac 350 (B30) có: +Cường độ chịu nén: = 170(KG/c 2) +Cường độ chịu ứng suất kéo chính: = 12 (KG/c -Cốt thép đai CI (AI) có: + Cường độ chịu kéo tính tốn:= 1800 (KG/c ) ) Dùng cốt đai ∅6 + -Cốt thép chịu lực CII (AII) có: + Cường độ chịu kéo tính tốn: = 2800 (KG/c 2) + Thép dọc chịu lực gồm có 4∅18 và thép gia cường mũi cọc là 1∅32 -Lớp bê tông bảo vệ có chiều dày a=a’=25(cm) 3.1.2 Chọn kích thước cọc đài cọc 3.1.2.1 Chọn kích thước tiết diện cọc - Chọn cọc có tiết diện ngang hình vng kích thước 25x25(cm) - Căn vào mặt cắt địa hình đánh giá trạng thái lớp đất Ta chọn lớp đất thứ lớp cát hạt vừa để đặt mũi cọc - Ngàm vào lớp đất thứ đoạn 8(m) => Cao trình vị trí ngàm cọc 4+4+8=16(m) (chưa kể phần vát nhọn mũi cọc) - Chiều dài cọc tính tốn sau: -Trong đó: L cọc =L +L +L +L + tt mũi L1: Chiều dài đoạn cọc bị đập bỏ, lấy thép ngàm vào đài, chọn L1= 0,5(m) + L2: Chiều dài đoạn cọc nối vào đài, chọn L2= 0,15(m) + Ltt: Chiều dài tính tốn cọc, tính từ mép đài đến cao trình chôn cọc: Ltt = (4 − 1,5) + + = 14,5( ) SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 29 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo +Lmũi: Chiều dài đoạn mũi cọc vát nhọn, chọn Lmũi = 0,35(m) Khi đó: Lcọc = 0,5 + 0,15 + 14,5 + 0,35 = 15,5(m) Vậy: Chiều dài cọc chọn là: 15,5(m) -Mỗi hố cọc đáy đài gồm đoạn cọc BTCT hàn với nhau, chiều dài đoạn cọc 8m chiều dài đoạn cọc 7,5m Hình 3.1 Mặt cắt bê tơng cốt thép 3.1.2.2 Chọn kích thước tiết diện đài cọc -Chọn: +Chiều sâu chôn đài h= 1,5(m) +Bề rộng đài cọc b = 1,8(m) -Ta có: = 1,88(g/cm3) là dung trọng lớp đất thứ γ o φ = 21 là góc nội ma sát lớp đất thứ - Chiều sâu chôn phải thỏa mãn điều kiện sau : -Trong đó: +Tổng lực số ngang tính đến đáy đài: h ≥ 0,7hmin 2.10,767 √ 1,88.1,8 = 1,734(m) tt ∑H=Q + +hmin = tan (450 − -h = 1,5(m) ≥ 0,7 hmin = 0,7.1,734 = 1,214(m) Vậy: Chiều sâu chôn đài cọc chọn 1,5(m) 3.1.3 Tính tốn sức chịu tải cọc đơn BTCT 3.1.3.1 Tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc -Sức chịu tải cọc xác định theo cơng thức : -Trong : pvl = m(Ra Fa+Rb Fb) +pvl: Sức chịu tải tính tốn cọc theo vật liệu SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 30 PBL1: Nền & móng +m: Là hệ số điều kiện làm việc, m= 0,85 GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo +Ra: Cường độ chịu nén/kéo cốt thép dọc chịu lực (Ra= 24000(T/m2 2)) +Fa: Diện tích tiết diện ngang cốt thép dọc chịu lực (Fa= 10,18(cm )) +Rb: Cường độ chịu nén bê tông (Rb= 1700(T/m )) +Fb: Diện tích tiết diện ngang thân cọc.(Fb=25.25-10,18=614,82(cm 2)) -Vậy sức chịu tải cọc tính theo vật liệu: 3.1.3.2 Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất pvl = 0.85(24000.10,18 10−4 + 1700.614,82 10−4 = 109,609(T) đ ề = ( + ∑ ) -Trong đó: +m: Hệ số điều kiên làm việc cọc đất, chọn m = 1,0; +R: Cường độ giới hạn trung bình lớp đất mũi cọc, phụ thuộc vào loại đất chiều sâu ngàm cọc; +F: Diện tích tiết diện ngang mũi cọc tỳ lên lớp đất chịu lực mũi cọc; F=0,25.0,25=0,063(m ) +u: Chu vi tiết diện ngang thân cọc u=0,25.4= 1(m) +mr= mf=1: Hệ số kể đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc đến ma sát đất với cọc sức chịu tải đất mũi cọc +R: Cường độ giới hạn trung bình lớp đất mũi cọc Với lớp đất cát hạt vừa độ sâu mũi cọc tính từ mặt đất tự nhiên 16(m), tra phụ lục 3.3, xác định R = 448(T/m ) +fi: Lực ma sát đơn vị giới hạn trung bình lớp đất cọc qua + :Chiều dày lớp đất phân tố thứ i, theo quy phạm ≤2 +n: Số lớp đất phân tố -Các lớp đất chia hình vẽ: SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 31 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo tc N tc M0 Cát h?t v?a 8m 12m 14m 16m 8m Á sét 4m 10m 4m Á cát 0 6m 4m 2m Q tc Hình 3.2 Sơ đồ tính tốn sức chịu tải cọc đơn Bảng 3.2 Bảng tổng hợp kết tính tốn Lớp đất Á cát h=4(m) Á sét h=4(m) Cát hạt vừa SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng PBL1: Nền & móng ∑ = 77,645 đ ề GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo = (1.448.0,063 + 1.77,645) = 105,645( ) -Ta thấy: pvl = 109,609(T) ề = 105,645( ) đ ( ) -Xét tỷ trọng: p vl đ ( ) ề =>Sức 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(Pđnnền(TK); pvl) Vì: Pđnnền(TK) = 105,645(T) < pvl = 109,609(T) nên [P] = 105,645(T) SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 33 PBL1: Nền & móng 3.2 Thiết kế tính tốn móng cọc cột biên Bảng 3.4 Số liệu tải trọng móng cọc cột biên Cột biên -Tải trọng tiêu chuẩn đặt đỉnh móng N tc No o = n = 201,8 tt 1,2 = 168,167(T) M tt tc 6,0 o Mo = n = 1,2 = 5(Tm) Q Q tc o tt 5,1 o = n = 1,2 = 4,250(T) 3.2.1 Chọn vật liệu làm cọc đài cọc -Vật liệu chọn làm cọc bê tông cốt thép -Bê tông cọc bê tông đài cọc Mac 350 (B30) có: +Cường độ chịu nén: = 170(KG/c 2) +Cường độ chịu ứng suất kéo chính: = 12 (KG/c -Cốt thép đai CI (AI) có: + Cường độ chịu kéo tính tốn:= 1800 (KG/c ) ) Dùng cốt đai ∅6 + -Cốt thép chịu lực CII (AII) có: + Cường độ chịu kéo tính tốn: = 2400 (KG/c 2) + Thép dọc chịu lực gồm có 4∅18 và thép gia cường mũi cọc là 1∅32 -Lớp bê tơng bảo vệ có chiều dày a=a’=25(cm) 3.2.2 Chọn kích thước cọc đài cọc 3.2.2.1 Chọn kích thước tiết diện cọc - Chọn cọc có tiết diện ngang hình vng kích thước 35x35(cm) -Bê tơng cọc B60 cường độ chịu nén tính tốn 33 Mpa -Sử dụng 10Φ7, làm thép ứng lực trước cho cọc - Căn vào mặt cắt địa hình đánh giá trạng thái lớp đất Ta chọn lớp đất thứ lớp cát hạt vừa để đặt mũi cọc - Ngàm vào lớp đất thứ đoạn 8(m) => Cao trình vị trí ngàm cọc 4+4+8=16(m) (chưa kể phần vát nhọn mũi cọc) - Chiều dài cọc tính tốn sau: -Trong đó: L cọc =L +L +L +L + + + tt mũi L1: Chiều dài đoạn cọc bị đập bỏ, lấy thép ngàm vào đài, chọn L1= 0,5(m) L2: Chiều dài đoạn cọc nối vào đài, chọn L2= 0,15(m) Ltt: Chiều dài tính tốn cọc, tính từ mép đài đến cao trình chơn cọc: SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 34 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo Ltt = (4 − 1,5) + + 10 = 14,5( ) +Lmũi: Chiều dài đoạn mũi cọc vát nhọn, chọn Lmũi = 0,35(m) Khi đó: Lcọc = 0,5 + 0,15 + 14,5 + 0,35 = 15,5(m) Vậy: Chiều dài cọc chọn là: 15,5(m) -Mỗi hố cọc đáy đài gồm đoạn cọc BTCT hàn với nhau, chiều dài đoạn cọc 8m chiều dài đoạn cọc 7,5m Hình 3.9 Mặt cắt bê tơng cốt thép 3.2.2.2 Chọn kích thước tiết diện đài cọc -Chọn: +Chiều sâu chôn đài h= 1,5(m) +Bề rộng đài cọc b = 1,5(m) -Ta có: γ = 1,88(g/cm3) là dung trọng lớp đất thứ o φ = 21 là góc nội ma sát lớp đất thứ - Chiều sâu chơn phải thỏa mãn điều kiện sau : -Trong đó: +Tổng lực số ngang tính đến đáy đài: h ∑ H = Qtt + ≥ 0,7hmin Mtt = 5,1 + = 9,1(T) h 1,5 2.9,1 √1,88.1,5 = 1,746(m) +hmin = tan (450 − -h = 1,5(m) ≥ 0,7 hmin = 0,7.1,746 = 1,222(m) Vậy: Chiều sâu chôn đài cọc chọn 1,5(m) 3.2.3 Tính tốn sức chịu tải cọc đơn BTCT 3.2.3.1 Tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc -Sức chịu tải cọc xác định theo công thức : -Trong : pvl = m(Ra Fa+Rb Fb) SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 35 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo +pvl: Sức chịu tải tính tốn cọc theo vật liệu +m: Là hệ số điều kiện làm việc, m= 0,85 +Ra: Cường độ chịu nén/kéo cốt thép dọc chịu lực (Ra= 24000(T/m2)) +Fa: Diện tích tiết diện ngang cốt thép dọc chịu lực (Fa = 10,18(cm2)) +Rb: Cường độ chịu nén bê tơng (Rb= 1700(T/m2)) +Fb: Diện tích tiết diện ngang thân cọc.(Fb=35.35-10,18=1214,82(cm 2)) -Vậy sức chịu tải cọc tính theo vật liệu: 3.2.3.2 Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất pvl = 0.85(24000.10,18 10−4 + 1700.1214,82 10−4) = 196,309(T) đ ề = ( + ∑ ) -Trong đó: +m: Hệ số điều kiên làm việc cọc đất, chọn m = 1,0; +R: Cường độ giới hạn trung bình lớp đất mũi cọc, phụ thuộc vào loại đất chiều sâu ngàm cọc; +F: Diện tích tiết diện ngang mũi cọc tỳ lên lớp đất chịu lực mũi cọc; F=0,35.0,35=0,1225(m ) +u: Chu vi tiết diện ngang thân cọc u=0,35.4= 1,4(m) +mr= mf=1: Hệ số kể đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc đến ma sát đất với cọc sức chịu tải đất mũi cọc +R: Cường độ giới hạn trung bình lớp đất mũi cọc Với lớp đất cát hạt vừa độ sâu mũi cọc tính từ mặt đất tự nhiên 16(m), tra phụ lục 3.3, xác định R = 448(T/m ) +fi: Lực ma sát đơn vị giới hạn trung bình lớp đất cọc qua + :Chiều dày lớp đất phân tố thứ i, theo quy phạm ≤2 +n: Số lớp đất phân tố -Các lớp đất chia hình vẽ: SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 36 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo tc N tc M0 Cát h?t v?a 4m 8m Á sét 8m 12m 14m 16m 10m 4m Á cát 0 6m 4m 2m Q tc Hình 3.10 Sơ đồ tính tốn sức chịu tải cọc đơn Bảng 3.5 Bảng tổng hợp kết tính tốn Lớp đất Á cát h=4(m) Á sét h=4(m) Cát hạt vừa SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng PBL1: Nền & móng ∑ = 77,645 đ ề GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo = (1.448.0,1225 + 1,4.77,645) = 163,583( ) -Ta thấy: pvl = 196,309(T) ề = 163,583( ) đ ( ) -Xét tỷ trọng: p vl đ ( ) ề =>Sức 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(Pđnnền(TK); pvl) Vì: Pđnnền(TK) = 163,583(T) < pvl = 196,309(T) nên [P] = 163,583(T) SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 38 PBL1: Nền & móng SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng GVHD: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo Page 39 ... 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. .. 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 NƠNG 2.1 Thiết kế tính tốn móng nơng cột... -Kích thước đáy móng F xác định sau: F≥ -Trong : γtb = 2,2 (T/ 3) dung trọng trung bình vật liệu móng đất đắp móng - Do móng chịu tải trọng lệnh tâm, ta phải mở rộng kích thước đáy móng phía tải