đò án nền móng- đệm cát

Móng nông trên nền gia cố đệm cát: I.Tài liệu thiết kế: I.1 Tài liệu công trình: Tên công trình: Đặc điểm kết cấu: Kết cấu nhà khung ngang BTCT kết hợp tờng chịu lực.. Độ lún cho phép S

Móng nông trên nền gia cố đệm cát:

I.Tài liệu thiết kế:

I.1 Tài liệu công trình:

Tên công trình:

Đặc điểm kết cấu: Kết cấu nhà khung ngang BTCT kết hợp tờng chịu lực

Tải trọng tính toán

Tải trọng tính toán dới chân công trình tại cốt mặt đất

o

tt o

tt

o = 50 ; = 2 ; = 1

Tờng T1:

Tải trọng tiêu chuẩn:

n

N

N o tc = o tt

n

M

M o tc = o tt

n

Q

Q o tc = o tt

(n: hệ số vợt = 1,1 đến 1,2; ở đây lấy 1,15)

2

/ 5 , 43 15 , 1

50

m T

N tc

o 1 , 74 15 , 1

o 0 , 87 15

, 1

=

I.2 Tài liệu địa chất công trình:

Phơng pháp khảo sát: Khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng

Thí nghiệm hiện trờng: CPT; SPT Khu vực xây dựng, nền đất gồm 3 lớp có chiều dày hầu nh không đổi

Lớp 1: Số hiệu 200 dày h1= 4,5m Lớp 2: Số hiệu 400 dày h2= 5,0m Lớp 3: Số hiệu 100 rất dày

Mực nớc ngầm ở độ sâu 10 m

Tơng tự nh ví dụ trên ta có trụ địa chất nh sau:

Cát pha

200

dẻo

Sét pha

Nửa cứng

Cát thô

Chặt vừa

400

100

Nhận xét: lớp đất 1 yếu và dày, các lớp đất 2 và 3 tốt dần.

1.3 Tiêu chuẩn xây dựng.

Độ lún cho phép S gh = 8cm

Hiệu số độ lún móng cột nhà dân dụng và công nghiệp:

đối với khung bằng thép và bê tông cốt thép: 0,2%

II.Phơng án nền móng:

- Tải trọng công trình không lớn

- Lớp đất trên cùng khá yếu và dày, do đó ở đây chọn giải pháp thay thế một phần lớp

đất yếu đó bằng lớp đệm cát

- Móng BTCT: Móng đơn dới cột

Móng băng dới tờng

- Tờng ngăn và bao che có thể dùng móng gạch hay giằng, dầm móng để đỡ

III Vật liệu móng, giằng, đệm cát.

- Bê tông 200# : R n = 90kG/cm2 ; R k = 7 , 5kG/cm2

- Thép: φ ≥ 10 → AII: R a =R a' = 2800kg/cm2

φ < 10 → AI: R a =R a' = 2300kg/cm2

- Bê tông lót: 100#, dày 10cm

- Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng: a = 4cm

- Đệm cát:

+ Vật liệu làm đệm: Cát to hoặc cát trung, cát phải thỏa mãn một số đ/k sau:

Đối với cát vàng, hàm lợng SiO2 không nên nhỏ hơn 70% và hàm lợng hữu cơ không

v-ợt quá 5% Hàm lợng mica nên nhỏ hơn 1,5% và cỡ hạt có d>0,25mm chiếm trên 50%, cấp phối rải đều d =5ữ0,25mm

Sơ đồ tính toán đệm cát:

Cát pha, dẻo : γ =1,8T/m 3 ; ∆ =2,68 ; ϕ = 10 0 ; c =0,8 T/m 2 ,

B = 0,77; e0=0,913 ; q c = 40 T/m 2 ; N 60 =3; E o = 200T/m 2

Sét pha,nửa cứng : γ =1,88T/m 3 ; ∆ =2,71 ; ϕ = 17 0 ; c =2,8 T/m 2 ,

B = 0,19; e0=0,845 ; q c = 200 T/m 2 ; N 60 =16; E o =1200T/m 2

Cát thô, chặt vừa: γ =1,89T/m 3 ; ∆ =2,63 ; ϕ = 33 0

e0=0,67; E 0 = 2

/

1560T m ; q c = 780 T/ m 2 ; N 60 =17

tc

Qo

o

Motc

+ Đặc trng đệm cát: Chọn γ ≈ 1 , 85T/m3

* Góc mở đệm α thay đổi trong khoảng từ 30o đến góc ma sát trong của đệm cát

Ta lấy α = 30o

*Góc mái hố móng β:

Tuỳ thuộc vào tính chất của lớp đất đào hố móng và biện pháp chống đỡ thành

hố đào

Nếu không dùng biện pháp chống đỡ thành hố móng thì tính toán β → tham khảo phần mái đất – Cơ học đất

Chiều dày đệm cát hđ=2,0m

Tính chất cơ học của đệm cát:

Chọn sức kháng xuyên q c ≈ 800T/m2 tra bảng sách cơ đất có: ϕ ≥ 30o

(ở đây chọn ϕ = 30o)

2

/ 1600 800

2

E o = α c = = ( chọn α = 2 đối với cát chặt vừa)

(Lấy chiều dày đệm cát lớn nhất để viết chung biện pháp gia cố cho cả 3 móng)

IV Chọn chiều sâu chôn móng:

hm: tính từ mặt đất tới đáy móng (không kể lớp bê tông lót móng)

ở đây lớp đất yếu 1 dày 4,5m ta chọn hm=1,0m

A.Thiết kế móng M1 ( Móng dới cột C1)

Giả thiết móng có kích thớc: b =1,2m; l = α.b;

trong đó: α = 1+e ữ 1+2e; e: là độ lệch tâm

N

M

e= ; M =M o +Q.h m = 2 + 1 1 = 3Tm 0 , 06

50

=

=

N

M e

α = 1,12; vậy l = α.b = 1,12 1,2m ≈ 1,4 m Chọn l=1,4m Sơ bộ chọn kích thớc móng M1: l ì b=1,4 ì 1,2m

A.I áp lực tiếp xúc dới đáy móng:

1, Do tải trọng tiêu chuẩn gây ra:

/ 28 2 9 , 25 1 2 4 , 1 2 , 1

5 , 43

F

N

tc

=

−

γ

2 2

4 , 1 2 , 1

6 ).

1 87 , 0 74 , 1 ( 28

.

m T W

h Q M p

p = −+ o tc + o tc m = + + = + =

2 2

4 , 1 2 , 1

6 ).

1 87 , 0 2 ( 28

.

m t W

h Q M p

p = −− o tc + o tc m = − + = − =

2,

á p lực gây lún:

2

/ 2 , 26 8 , 1 28 1 8 , 1 28

p

p gl = −− γ m = − = − =

2

/ 76 , 29 4 , 1 2 , 1

50

m T F

N

p

tt o

−

2 2

4 , 1 2 , 1

6 ).

1 1 2 ( 8 , 29

.

m T W

h Q M p

p o tt o tt m

o

2 2

4 , 1 2 , 1

6 ).

1 1 2 ( 8 , 29

.

m T W

h Q M p

tt o

tt o o

A.2 Kiểm tra kích thớc đáy móng:

1 , Kiểm tra sức chịu tải của nền:

- Tại đáy móng:

Điều kiện kiểm tra: p− ≤ R

Gần đúng coi là tải thẳng đứng ( tức là δ = 0) Sức chịu tải của nền đợc tính theo công thức của Terzaghi:

c c q q

P = 0 , 5 γ γ γ + +

Trong đó:

83 , 0 17 , 0 1 4 , 1

2 , 1 2 , 0 1 2

,

0

=

l

b

Sγ

1

=

q

S

17 , 1 17 , 0 1 4 , 1

2 , 1 2 , 0 1 2

,

0

=

l

b

S c

o

33

=

ϕ tra bảng sách cơ đất:

8 , 34

=

γ

N ; N q = 26 , 1; N c = 38 , 7

2

/ 06 , 79 47

06

,

32

0 1 , 26 1 8 , 1 1 8 , 34 2 , 1 85 , 1 83

,

0

.

5

,

0

m T

P gh

=

+

=

= + +

=

;

s

gh

F

P

R= F s = 2; →

2

/ 40 53 , 39

2

06

,

79

m T

2

/

p− = < =

1400

Qo

tc

No

M o

±0.000

-1.000

tc tc

Cát pha

200 dẻo

Sét pha Nửa cứng 400

200

Cát pha dẻo

Đệm cát

2 2

2 max 32T/m 1 , 2 R 1 , 2 40T/m 48T/m

- Tại đáy lớp đệm:

chọn đệm dày 2m

Xác định kích thớc móng khối quy ớc:

m tg

tg h b

d

qu = + 2 α = 1 , 2 + 2 2 30 = 1 , 2 + 2 2 0 , 5774 = 3 , 5

m tg

tg h l

d

qu = + 2 α = 1 , 2 + 2 2 30 = 1 , 4 + 2 2 0 , 5774 = 3 , 7

m

h qu = 3

Xác định ứ/ suất dới đáy đệm cát: (tại điểm M):

M z

M bt

M bt

σ ứng suất bản thân tại M

M z

σ ứng suất do tải trọng ngoài gây ra tại M

2

1h m d h d 1 , 8 1 1 , 85 2 1 , 8 3 , 7 5 , 5T/m

M

σ

)

o

M

z k p γ h

b

z b

l

; 17 , 1 2 , 1

4 ,

=

b

2 , 1

=

b z

Nội suy ta có: k o = 0 , 165

2

/ 5 983 , 4 2 , 30 165 , 0 ) 1 8 , 1 32 (

165 ,

M

σ

2

/ 5 , 10 5 5 ,

M = + =

σ Xác định cờng độ đất nền dới đáy đệm cát- gần đúng xác định theo công thức:

c c q q qu

gh S b N S q N S c N

P = 0 , 5 γ γ γ + +

Trong đó:

81 , 0 19 , 0 1 7 , 3

5 , 3 2 , 0 1 2

, 0

=

qu

qu l

b

1

=

q

S

19 , 1 19 , 0 1 7 , 3

5 , 3 2 , 0 1 2

,

0

=

qu

qu

c

l

b

S

o

10

=

ϕ tra bảng sách cơ đất: Nγ = 1; N q = 2 , 49; N c = 8 , 45

2

1h h 1 , 8 1 1 , 85 2 5 , 5T/m

q= γ m + γd d = + =

2

/ 29 , 24 04 , 8 7 , 13 55 , 2 45 , 8 8 , 0 19 , 1 49 , 2 1 5 , 5 1 1 5 , 3 8 , 1 81

,

0

.

5

,

;

s

gh

F

P

R= F s = 2; → 12 , 14 / 2

2

29 , 24

m T

2

/ 5 ,

p− = < =

2 Kiểm tra biến dạng của nền:

Dùng phơng pháp cộng lún từng lớp để tính độ lún tuyệt đối của móng

Với đất có kết quả nén ép - Đất dính: ∑ ∑

=

−

=

i i n

i i

h e

e e S

S

2 1

Với đất có không kết quả nén ép - Đất rời: ∑

=

= n

i

gl zi oi

i i

E

h S

1

σ β

Chia các lớp đất dới đáy móng trong phạm vi chiều dày nén lún thành các lớp phân tố

có chiều dày

4

b

h i ≤ ; ở đây móng có b=1,2m ta chia các lớp đất dày 0,3m

áp lực gây lún trung bình tại đáy móng:

2

/ 2 ,

p gl =

Vẽ biểu đồ áp lực bản thân:

)

i bti = γ h +z

σ

Vẽ biểu đồ ứng suất phụ thêm:

p

k o

zi =

σ

Kết quả tính toán ứng suất trình bày trong

bảng sau:

b

l

b

z k o σzi=k o.p

(đệm

cát)

0 1 2 3 4 5 6 7

0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,0

1,8 2,355 2,805 3,36 3,915 4,47 5,025 5,395

1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,67

1 0,9373 0,735 0,526 0,373 0,272 0,2034 0,167

26,2 24,56 19,23 13,78 9,77 7,13 5,33 4,38

9 10 11 12 13 14

2,3 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1

5,935 6,475 6,793 7,333 7,873 8,413 8,953

1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17

1,92 2,17 2,42 2,67 2,92 3,17 3,42

0,136 0,1047 0,0893 0,0722 0,0629 0,0525 0,046

3,56 2,74 2,34 1,89 1,65 1,38 1,20

Tính độ lún:

a, Xác định chiều sâu vùng chịu nén: ở chiều sâu z = 3,8m ( ứng với điểm 13)

13 8 , 413T/m

bt =

σ

13 1 , 38T/m

z = σ thoả mãn điều kiện: σz σbt

5

1

≤ Vậy ta lấy chiều sâu vùng chịu nén H c = 3 , 8m

b, Tính độ lún:

=

−

= n

i

zi oi

i i

E

h S

1

σ

β ; β =0,8

=

−

=

i i n

i i

h e

e e S

S

2 1

i

i e

e1; 2 hệ số rỗng của đất ứng với p1i;p2i

2

) 1 (

= − ; p2i = p1i +σ−zi; zi σz(i 12) σzi

σ− = − +

i

h → chiều dày tầng đất thứ: i

tt

Q o

tt

N o tt

M o ±0.000

-1.0

σ bt σ Z

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1,8T/m2 2,355T/m2 2,805T/m2 3,36T/m2 3,915T/m2 4,47T/m2 5,025T/m2 5,935T/m2 6,475T/m2 6,793T/m2 7,333T/m2 7,873T/m2 8,413T/m2

26,2T/m2 24,56T/m2 19,23T/m2 13,78T/m2 9,77T/m2 7,13T/m2 5,33T/m2 4,38T/m2 3,56T/m2 2,74T/m2 2,34T/m2 1,89T/m2 1,65T/m2 1,38T/m2

30 20

Cát pha

200 dẻo

Sét pha Nửa cứng

Cát thô

Chặt vừa

400

100

200

Cát pha dẻo

Đệm cát

KÕt qu¶ tÝnh to¸n tr×nh bµy trong b¶ng sau:

zi

−

1 2 3 4 5 6 7

0,3 -0,2

25,38 21,90 16,50 11,78 8,45 6,23 4,86

1600

-0,0038 0,0032 0,0025 0,0018 0,0012 0,0009 0,0005

zi

−

σ p2i = p1i+ σ−zi e1i e2i S i (m)

8

9

10

11

12

13

14

0,3

-5,935 6,475 6,793 7,333 7,873 8,413 8,953

3,90 3,15 2,54 2,12 1,77 1,52 1,29

9,835 9,625 9,333 9,453 9,643 9,930 10,243

0,789 0,760 0,755 0,732 0,710 0,700 0,695

0,775 0,751 0,749 0,728 0,707 0,698 0,694

0,0023 0,0015 0,0010 0,0007 0,0005 0,0004 0,0002

S=S1+S2 =0,014+0,0066=0,021≈ 2cm <[ ]S = 8cm

A.3 TÝnh to¸n chiÒu cao vµ cèt thÐp mãng:

(t¬ng tù nh mãng n«ng trªn nÒn thiªn nhiªn)

B ThiÕt kÕ mãng T1 ( Mãng díi têng T1):