hướng dẫn đồ án nền móng

hướng dẫn làm đồ án nền móng tính toán cọc lựa chọn cọc chiều sâu lựa chọn tiết diện đài cọc hướng dẫn full đồ án nền móng

BỘ MÔN CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG

HƯỚNG DẪN TRÌNH BÀY

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Giảng viên : Phạm Việt Anh

PHẦN 1: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN DƯỚI CỘT

1.1 SỐ LIỆU ĐỒ ÁN

1.1.1 Thông tin công trình

• Trình bày thông tin chung về công trình, mặt bằng công trình, nhận xét mặt bằng công trình, số lượng cột, vị trí cột, bước cột, …

1.1.2 Tải trọng móng đơn

• Trình bày lại tải trọng của móng đơn đầu bài cho, nhận xét vị trí cột tải trọng cho

1.1.3 Địa chất móng đơn

• Trình bày lại số liệu địa chất của móng đơn đầu bài cho

1.2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

1.2.1 Xác định trụ địa chất

• Xác định thông tin địa chất cho từng lớp đất:

 Xác định tên đất (trích dẫn bảng tra tương ứng dùng tra đất dính hay đất rời);

 Xác định trạng thái đất theo các phương pháp khác nhau (03 phương pháp);

 Xác định đủ các chỉ tiêu cơ lý của đất (10 chỉ tiêu cơ lý của đất);

 Xác định đủ các đặc trưng biến dạng, đặc trưng kháng cắt của đất nếu có;

 Phân tích sơ bộ đất tốt xấu;

 Vẽ biểu đồ thí nghiệm nén không nở hông trên giấy kể ô;

 Xử lí số liệu địa chất phải rõ ràng, trạng thái đất phải xử lí bằng nhiều phương pháp, thông qua chỉ số SPT N, chỉ số CPT qc, e0 …

• Vẽ trụ địa chất

1.2.2 Phân tích lựa chọn phương án móng

• Phân tích trụ địa chất, tải trọng để đưa ra 2-3 phương án móng khả thi (không sai) :

 Đối với móng nông : đưa ra phương án móng (móng nông trên nền tự nhiên, móng nông trên nền gia cố đệm cát hay móng nông trên nền gia cố cọc cát, … và chiều sâu đặt móng hm);

 Chú ý, cần phân tích rõ ràng về địa chất (đất tốt xấu, nông sâu, dầy mỏng,…), tải trọng và đưa

ra phương án móng phù hợp, không chép theo mẫu

• Phải có đầy đủ hình vẽ minh họa;

• Lựa chọn phương án khả thi nhất để triển khai

1.3 THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC ĐÁY MÓNG

1.3.1 Chọn sơ bộ kích thước đáy móng

• Chọn kích thước đáy móng (b x l với móng đơn, b với móng băng);

• Vẽ hình minh họa phương án lựa chọn

1.3.2 Kiểm tra kích thước đáy móng theo điều kiện cường độ (TTGH1)

(Trình bày theo trình tự sau)

• Vẽ sơ đồ tính (Cập nhật theo kích thước lựa chọn), sơ đồ tính thể hiện vị trí kiểm tra tại đáy móng, gồm so sánh tải trọng tác dụng tại vị trí đáy móng, hướng từ trên xuống, kí hiệu pmin, pmax, ptb với khả năng chịu tải của nền dưới đáy móng [P]

• Ghi điều kiện kiểm tra trạng thái giới hạn 1, sức chịu tải của nền dưới Đáy Móng :

 

 

 max

max

.

 [p] : sức chịu tải cho phép của NỀN

 k: hệ số xét đến điều kiện lệch tâm (M0  0), k ≥1, thường kmax = 1.2

• Xác định tải trọng tác dụng lên Nền, ptb và pmax :

Tải trọng tác dụng lên Nền được xác định theo công thức sau :

0

tc tc

N N

0 0max

Trong đó 𝛾̅ là trọng lượng riêng móng và đất lấp, lấy trung bình 2.0 T/m3

• Xác định Sức chịu tải của Nền [P]:

Sức chịu tải của nền dưới đáy móng được xác định theo công thức sau :

 

s

gh

p p F

Trong đó :

 pgh: Sức chịu tải giới hạn

 Fs: hệ số an toàn (Fs=2-3) / Toàn bộ đồ án thống nhất quy định chọn Fs = 2.0

Sức chịu tải giới hạn của nền được tính theo Terzaghi theo công thức sau :

 N, Nq, Nc là các hệ số sức chịu tải của Terzaghi, được tra từ bảng sau theo góc ma sát trong 

của lớp đất dưới đáy móng :

 Lực dính c, trọng lượng riêng  xác định theo lớp đất dưới đáy móng

 Đại lượng q được xác định theo công thức sau :

q = tb × hm = 1 × h m (nếu nền có 1 lớp trong phạm vi hm) (1-7)

q = tb × hm = 1 × h 1 +  2 × (h m – h 1 ) (nếu nền có 2 lớp trong phạm vi hm) (1-8)

• So sánh và kết luận

Ghi lại giá trị tính toán trên, so sánh điều kiện và kết luận Nếu không thỏa mãn kỹ thuật tức là ptb > [P] hoặc

pmax > 1.2 [P] thì cần tăng kích thước đáy móng, ngược lại nếu không thỏa mãn kinh tế cần giảm kích thước đáy móng lựa chọn

• Chú ý yêu cầu trong đồ án :

 Hệ số an toàn thống nhất chung Fs = 2.0

 Điều kiện kinh tế đối với điều kiện sức chịu tải của nền 10%

• Yêu cầu tính toán ít nhất với 3 kích thước đáy móng, lập bảng tổng hợp trong đó thể hiện các phương

án lựa chọn khác nhau b x l đã tính toán

1.3.3 Kiểm tra ứng suất lớp 2 hoặc kiểm tra chiều dày đệm cát (TTGH1) nếu có

(Trình bày theo trình tự sau)

• Vẽ sơ đồ tính (Cập nhật theo kích thước đã chọn), sơ đồ tính thể hiện vị trí kiểm tra tại đáy lớp 1 hoặc đáy đệm cát, gồm so sánh tải trọng tác dụng tại vị trí đáy lớp 1 hoặc đáy đệm cát, hướng từ

trên xuống, kí hiệu 2 với khả năng chịu tải của nền dưới đáy lớp 1 hoặc đáy đệm cát [P2]

• Xác định kích thước móng khối quy ước theo công thức sau :

2 *

2 *

qu qu

 2 (hoặc kí hiệu p2) là ứng suất tác dụng lên lớp 2 tại tâm móng

 [P2] là sức chịu tải cho phép của lớp 2

• Xác định vế trái, ứng suất tác dụng lên lớp 2 2 :

( )

* ,

Hệ số truyền ứng suất k0 tra bảng tra tương ứng, phụ thuộc l/b và h*/b Trong đó h* = h1 – hm hoặc h* = hđ

• Xác định vế phải, sức chịu tải cho phép của lớp 2 [P2] :

Sức chịu tải cho phép của lớp 2 tính theo công thức của Terzaghi, coi móng truyền ứng suất xuống lớp 2, như một móng khối quy ước, có kích thước là bqu và lqu :

1 2

2

2 2

 Hệ số an toàn cho lớp 2 hoặc lớp đất dưới đáy đệm chọn thống nhất [Fs] = 2.0

• So sánh điều kiện và kết luận

 Chú ý : ghi rõ lại điều kiện so sánh, điền các giá trị tính toán và kết luận (Ví dụ p2 = 10 T/m² < [P2] = 15 Tm²), không ghi ngắn gọn quá

 Nếu kiểm tra chiều dày đệm cát : yêu cầu điều kiện kinh tế không quá 10%, điều kiện kinh tế

([P2] – p2 ) / [P2] < 10%

1.3.4 Kiểm tra kích thước đáy móng theo điều kiện biến dạng (TTGH2)

Trình bày theo trình tự sau

• Ghi điều kiện

Trong đó :

 S là độ lún của nền

 [S] là độ lún cho phép của nền

• Xác định vế phải độ lún cho phép của nền xác định theo TCVN 9362 : 2012

Tên và đặc điểm kết cấu của công trình

Trị biến dạng giới hạn của nền Sgh

Độ lún lệch tương đối

Độ lún tuyệt đối lớn nhất, Sgh, cm

1 Nhà sản xuất và nhà dân dụng nhiều tầng bằng khung hoàn

1.2 Khung thép không có tường chèn 0,001 12

• Xác định vế trái, độ lún của Nền S

Độ lún của nền được xác định theo phương pháp cộng lún từng lớp, được thực hiện theo các bước sau:

 B1 Tính áp lực gây lún mức đáy móng, pgl = ptx – .hm

 Chia vùng nén lún thành các lớp phân tố có chiều dày hi (b/4 đối với các lớp gần đáy móng)

 Xác định oi, 1i: lần lượt là ứng suất nén ở giữa lớp phân tố thứ i trước khi có tải trọng và sau khi có tải trọng theo công thức sau

 Độ lún của mỗi phân tố được xác định theo công thức sau :

Đối với đất rời :

1 ( 0.8) 1

 Độ lún được lập cho từng lớp đất dính và rời riêng biệt

• Lập bảng và vẽ biểu đồ ứng suất xác định điểm tắt lún

 Biểu đồ ứng suất vẽ trên giấy kẻ ô Ví dụ như hình dưới

 Chú ý đường ứng suất bản thân là các đường thẳng có hệ số góc khác nhau

• So sánh điều kiện, kết luận

 Thay giá trị, so sánh và kết luận

1.3.5 Kết luận chung kích thước đáy móng

➔ Kết luận chung về kích thước đáy móng: kích thước đáy móng có hợp lý không ? (Kích thước móng hợp lý là kích thước thỏa mãn đủ 2 điều kiện TTGH1 và TTGH2, trong đó TTGH1 vừa đảm bảo kỹ thuật và kinh tế)

1.4 THIẾT KẾ CHIỀU CAO MÓNG

1.4.1 Chọn sơ bộ chiều cao móng, chọn vật liệu trong móng

• Chọn sơ bộ chiều cao móng h, lớp bảo vệ cốt thép a, mác bê tông, mác thép (chú ý chọn các loại thông dụng);

• Chú ý bê tông móng chọn tối thiểu B20, thép chọn loại thông thường AII cho thép chịu lực chính

• Vẽ hình (minh họa kích thước lựa chọn)

1.4.2 Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện phá hoại trên tiết diện nghiêng (nén thủng)

Trình bày theo trình tự sau

• Ghi điều kiện

Trong đó :

 PĐT là lực đâm thủng

 PCĐT là lực chống đâm thủng

• Vẽ hình (sơ đồ tính), sơ đồ tính thể hiện sự phá hoại tại tiết diện chân cột do ứng suất kéo chính gây

ra, tạo ra các vết nứt nghiêng 45° xuất phát từ chân cột, theo TCVN 5574:2018 gọi là phá hoại do nén thủng Lực gây nén thủng có thể biểu diễn dưới dạng ứng suất kéo chính hoặc dưới dạng lực tập trung – lực đâm thủng PĐT, lực chống đâm thủng là khả năng chịu kéo của Bê tông nằm trên vết nứt nghiêng phá hoại

max, min

tt tt

D 0

C T bt tb

Trong đó :

 Rbt là khả năng chịu kéo của Bê tông, tra từ mác Bê tông

 btb và h0 xác định theo hình dưới đây

Minh họa mặt chống đâm thủng của bê tông móng (phần gạch xám)

• Ghi lại điều kiện + giá trị đã tính, kết luận

 Ghi rõ điều kiện và giá trị đã tính

 Chú ý : Điều kiện kinh tế móng 20% Nếu không thỏa mãn kinh tế cần giảm chiều cao móng,

chiều cao móng chẵn 5cm

1.4.3 Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện phá hoại trên tiết diện thẳng đứng (cốt thép)

Trình bày theo trình tự sau

• Vẽ hình (sơ đồ tính) / sơ đồ ngàm

• Tính theo phương cạnh dài l

• Tính toán mô men theo công thức sau :

g

n ng

 Tính toán M, Fa, chọn đường kính > Tính số thanh > Tính khoảng cách trong khoảng 150

-250, nếu < 150 thay đổi Đkinh, hoặc tăng chiều cao, ;

 Kết luận : khoảng cách bố trí hợp lý hay không, yêu cầu khoảng cách trong khoảng 150-250mm;

• Tính toán theo phương cạnh ngắn

 Tính toán M, Fa, chọn đường kính > Tính số thanh > Tính khoảng cách trong khoảng 150

-250, nếu < 150 thay đổi Đkinh, hoặc tăng chiều cao, ;

 Kết luận : khoảng cách bố trí hợp lý hay không, yêu cầu khoảng cách trong khoảng 150-250mm;

:2 20.9

ng a

a o

M F

bv

a n

− 

=

• Vẽ hình bố trí thép

1.4.4 Kết luận chung chiều cao móng

➔ Kết luận chung chiều cao móng: chiều cao móng có hợp lý không ?

1.5 KẾT LUẬN CHUNG PHƯƠNG ÁN MÓNG ĐƠN

Tóm tắt phương án móng đơn thiết kế

PHẦN 2: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG DƯỚI TƯỜNG

2.1 SỐ LIỆU ĐỒ ÁN

2.1.1 Thông tin công trình

• Trình bày thông tin chung về công trình

2.1.2 Tải trọng móng băng

• Trình bày lại tải trọng của móng đơn đầu bài cho

2.1.3 Địa chất móng băng

• Trình bày lại số liệu địa chất của móng đơn đầu bài cho

2.2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

2.2.1 Xác định trụ địa chất

• Vẽ lại trụ địa chất (đã xác định trong móng đơn)

2.2.2 Phân tích lựa chọn phương án móng

• Trình bày lựa chọn phương án móng băng (ngắn gọn)

2.3 THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC ĐÁY MÓNG

2.3.1 Chọn sơ bộ kích thước đáy móng

• Chọn kích thước đáy móng (b với móng băng);

• Vẽ hình minh họa phương án lựa chọn

2.3.2 Kiểm tra kích thước đáy móng theo điều kiện cường độ (TTGH1)

Trình bày theo trình tự sau:

• Bước 1: Vẽ hình (sơ đồ tính);

• Bước 2: Ghi điều kiện : ptx < [P], …;

• Bước 3: Tính các đại lượng trong điều kiện : vế trái như ptx, pmax, vế phải như [p], ; / Chú ý công thức tính Pmax và [P] áp dụng đúng cho móng băng

• Bước 4: Ghi lại điều kiện với các giá trị tính, so sánh, kết luận

• Lập bảng tổng hợp trong đó thể hiện các phương án khác nhau b

• Chú ý :

 Hệ số an toàn thống nhất chung Fs = 2.0

 Điều kiện kinh tế đối với điều kiện sức chịu tải của nền 10%

2.3.3 Kiểm tra ứng suất lớp 2 hoặc kiểm tra chiều dày đệm cát (TTGH1) nếu có

Trình bày theo trình tự sau:

• Bước 1: Vẽ hình (sơ đồ tính);

• Bước 2: Ghi điều kiện kiểm tra: σ2 < [P2], …;

• Bước 3: Tính các đại lượng trong điều kiện : vế trái, vế phải, …;

• Bước 4: Viết lại điều kiện với các giá trị tính, so sánh, kết luận

• Chú ý: tính toán σgl = Kz × Pgl

2.3.4 Kiểm tra kích thước đáy móng theo điều kiện biến dạng (TTGH2)

Trình bày theo trình tự sau:

• Bước 1: Vẽ hình (sơ đồ tính);

• Bước 2: Ghi điều kiện;

• Bước 3: Tính các đại lượng trong điều kiện : [S], tra bảng nào, S tính lún ra sao, đất dính, đất rời, ;

• Bước 4: Lập bảng biểu đồ ứng suất, tính lún;

• Bước 5: So sánh điều kiện, kết luận

2.3.5 Kết luận chung kích thước đáy móng

➔ Kết luận chung về kích thước đáy móng: kích thước đáy móng có hợp lý không ?

2.4 THIẾT KẾ CHIỀU CAO MÓNG

2.4.1 Chọn sơ bộ chiều cao móng, chọn vật liệu trong móng

• Chọn sơ bộ chiều cao móng h, lớp bảo vệ cốt thép a, mác bê tông, mác thép (chú ý chọn các loại thông dụng);

• Vẽ hình (minh họa kích thước lựa chọn)

2.4.2 Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện phá hoại trên tiết diện nghiêng (nén thủng)

Trình bày theo trình tự sau:

• Bước 1: Ghi điều kiện;

• Bước 2: Vẽ hình (sơ đồ tính);

• Bước 3: Tính toán điều kiện, vế trái Pđt, vế phải PCĐT;

• Bước 3: Ghi lại điều kiện + giá trị đã tính, kết luận

 Chú ý : Điều kiện kinh tế móng 15%

2.4.3 Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện phá hoại trên tiết diện thẳng đứng (cốt thép)

Trình bày theo trình tự sau:

2.4.4 Kết luận chung chiều cao móng

➔ Kết luận chung chiều cao móng: chiều cao móng có hợp lý không ?

2.5 KẾT LUẬN CHUNG PHƯƠNG ÁN MÓNG BĂNG

• Tóm tắt phương án móng băng thiết kế

PHẦN 3: THIẾT KẾ MÓNG CỌC

3.1 SỐ LIỆU ĐỒ ÁN

3.1.1 Thông tin công trình

• Trình bày thông tin chung về công trình

3.1.2 Tải trọng móng cọc

• Trình bày lại tải trọng của móng đơn đầu bài cho

3.1.3 Địa chất móng cọc

• Trình bày lại số liệu địa chất của móng đơn đầu bài cho

3.2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

3.2.1 Xác định trụ địa chất

• Xác định thông tin địa chất cho từng lớp đất:

 Xác định tên đất, trạng thái đất;

 Xác định đủ các chỉ tiêu cơ lý của đất (10 chỉ tiêu cơ lý của đất);

 Xác định đủ các đặc trưng biến dạng, đặc trưng kháng cắt của đất nếu có;

 Phân tích sơ bộ đất tốt xấu;

 Vẽ biểu đồ thí nghiệm nén không nở hông trên giấy kể ô;

 Xử lí số liệu địa chất phải rõ ràng, trạng thái đất phải xử lí bằng nhiều phương pháp, thông qua chỉ số SPT N, chỉ số CPT qc, e0 …

• Vẽ trụ địa chất

3.2.2 Phân tích lựa chọn phương án móng

• Phân tích trụ địa chất, tải trọng để đưa ra 2-3 phương án móng khả thi (không sai) :

 Đối với móng cọc : đưa ra phương án móng chiều sâu đặt được mũi cọc, tiết diện cọc;

 Chú ý, cần phân tích rõ ràng về địa chất (đất tốt xấu, nông sâu, dầy mỏng,…, tải trọng và đưa ra phương án móng phù hợp, không chép theo mẫu

• Phải có đầy đủ hình vẽ minh họa;

• Lựa chọn phương án khả thi nhất để triển khai

3.3 THIẾT KẾ CỌC

3.3.1 Chọn sơ bộ chiều sâu đặt Đài

Trình bày theo trình tự sau:

• Nêu giả thiết

• Lựa chọn các thông số, tính toán và chọn sơ bộ chiều sâu đặt đài móng

• Vẽ hình / sơ đồ tính

Sơ đồ minh họa giả thiết tải trọng ngang được chịu bởi áp lực đất bị động tác dụng lên đài cọc Cọc không chịu tải trọng ngang của công trình

• Viết điều kiện về chiều sâu đặt đài tối thiểu

00.7 45

  là góc ma sát trong của đất trên đáy đài

  là trọng lượng riêng của đất trên đáy đài

• Chọn vật liệu cọc (thép, bê tông)

• Vẽ hình minh họa phương án lựa chọn, chú ý chiều dài cọc tính toán cho chính xác

• Chọn biện pháp thi công cọc : đóng hoặc ép

3.3.3 Tính toán sức chịu tải của cọc [P]

(a) Sức chịu tải theo đất nền theo phương pháp tra bảng (phương pháp thống kê)

Trình bày theo trình tự sau:

• Công thức xác định sức chịu tải giới hạn của cọc theo phương pháp tra bảng

 PGH_TB là sức chịu tải giới hạn của cọc

 m, mR là hệ số điều kiện làm việc đối với ma sát bên, , và đối với phản lực mũi cọc, Rn

 i, Ri: giá trị thống kê theo loại đất và độ sâu, tra bảng (tiêu chuẩn)

• Công thức xác định sức chịu tải cho phép của cọc theo phương pháp tra bảng

k

 Trong đó : kđ là hệ số độ tin cậy (của kết quả khảo sát), chọn kđ = 1.4

• Vẽ hình minh họa sơ đồ tính, (chú ý chia phân tố có chiều dầy không quá 2m)

• Xác định các đại lượng trong công thức, tính toán giá trị

• Kết luận [P] theo phương pháp tra bảng

(b) Sức chịu tải theo đất nền theo phương pháp dựa trên kết quả thí nghiệm CPT

• Công thức xác định sức chịu tải giới hạn của cọc theo phương pháp dựa theo kết quả TN° CPT

_

1

n ci

F

• Vẽ hình minh họa sơ đồ tính, sơ đồ ma sát + kháng mũi (Không cần chia phân tố do i không phụ thuộc vào chiều sâu lớp đất)

• Xác định các đại lượng trong công thức, tính toán giá trị Chú ý so sánh max để lựa chọn giá trị i

(c) Sức chịu tải theo đất nền theo phương pháp dựa trên kết quả thí nghiệm SPT

• Công thức xác định sức chịu tải giới hạn của cọc theo phương pháp dựa theo kết quả TN° SPT

• Kết luận [P], thống nhất chọn chung hệ số an toàn cho phép Fs chọn = 2.5

(d) Sức chịu tải theo vật liệu

• Công thức xác định sức chịu tải giới hạn của cọc theo vật liệu

[𝑃]𝑣𝑙= 𝜑 × (𝐹𝑏𝑡 𝑅𝑏+ 𝐹𝑐𝑡 𝑅𝑠) (3-8)

• Xác định các đại lượng trong công thức, tính toán giá trị

• Kết luận [P]

(e) Kết luận SCT chung của cọc

• Sức chịu tải cho phép của cọc lựa chọn giá trị nhỏ nhất để thiên về an toàn trong thiết kế