Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án nền móng thi công móng đơn và móng cọc khoan nhồi, có bản vẽ kèm theo MỤC LỤC MỞ ĐẦU. SỐ LIỆU THIẾT KẾ....................................................................................................4 1. Sơ đồ mặt bằng công trình. ..................................................................................................4 2. Số liệu về tải trọng theo đề bài.............................................................................................4 3. Số liệu về kích thước cột.......................................................................................................5 4. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của nền đất. ....................................................................5 5. Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún. .....................................................................................6 CHƯƠNG 1. ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG..............................................................................................................................7 1.1. Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của nền đất. .............................................................................7 1.2. Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất....................................................7 1.3. Đề xuất Phương án thiết kế Móng. ....................................................................................7 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG .....................................................8 2.1. Thiết kế và tính toán Móng nông cột giữa. .......................................................................8 2.1.1. Chọn vật liệu làm móng................................................................................................8 2.1.2. Chọn chiều sâu đặt móng..............................................................................................8 2.1.3. Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn..................8 2.1.4. Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn. ..........................................................9 2.1.5. Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2...................................................................10 2.1.6. Kiểm tra nền theo TTGH1............................................................................................13 2.1.7. Tính chiều cao móng (hm = h0 + c). ............................................................................14 2.1.8. Tính toán và bố trí cốt thép cho móng......................................................................16 2.2. Thiết kế và tính toán Móng nông cột biên.......................................................................17 2.2.1. Chọn vật liệu làm móng..............................................................................................17 2.2.2. Chọn chiều sâu đặt móng (h = 1,5 ÷ 2,0 m). ..............................................................18 2.2.3. Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn................18PBL 1: NỀN VÀ MÓNG SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 2 Lớp: 20X1B 2.2.4. Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn. .......................................................18 2.2.5. Kiểm tra độ lún của móng theo phương pháp cộng lún từng lớp...........................19 2.2.6. Kiểm tra nền theo TTGH1..........................................................................................23 2.2.7. Tính chiều cao móng hm = h0 + c. ...............................................................................24 2.2.8. Tính toán và bố trí cốt thép cho móng.......................................................................25 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP...................................28 3.1. Thiết kế và tính toán Móng cọc cột giữa. .........................................................................28 3.1.1. Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc. ...............................................................................28 3.1.2. Chọn kích thước cọc và đài cọc. .................................................................................28 3.1.3. Chọn chiều sâu đặt đáy đài cọc (điều kiện: h ≥ 0,7 hmin ).........................................29 3.1.4. Tính toán sức chịu tải của cọc đơn BTCT.................................................................30 3.1.5. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng.......................................................31 3.1.6. Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc.......................................................33 3.1.7. Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc. ...............................................................33 3.1.8. Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc. .................................................34 3.1.9. Tính toán độ lún của móng cọc...................................................................................37 3.1.10. Tính toán đài cọc........................................................................................................40 3.2. Thiết kế và tính toán Móng cọc cột biên. .........................................................................46 3.2.1. Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc. ...............................................................................46 3.2.2. Chọn kích thước cọc và đài cọc. .................................................................................46 3.2.3. Chọn chiều sâu đặt đáy đài cọc (điều kiện: h ≥ 0,7 hmin ).........................................47 3.2.4. Tính toán sức chịu tải của cọc đơn BTCT.................................................................48 3.2.5. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng.......................................................49 3.2.6. Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc.......................................................51 3.2.7. Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc. ...............................................................52 3.2.8. Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc. .................................................52PBL 1: NỀN VÀ MÓNG SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 3 Lớp: 20X1B 3.2.9. Tính toán độ lún của móng cọc...................................................................................55 3.2.10. Tính toán đài cọc........................................................................................................58
PBL 1: NỀN VÀ MÓNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU SỐ LIỆU THIẾT KẾ 4 1 Sơ đồ mặt bằng công trình 4 2 Số liệu về tải trọng theo đề bài 4 3 Số liệu về kích thước cột 5 4 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của nền đất 5 5 Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún 6 CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG 7 1.1 Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của nền đất 7 1.2 Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất .7 1.3 Đề xuất Phương án thiết kế Móng 7 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG .8 2.1 Thiết kế và tính toán Móng nông cột giữa 8 2.1.1 Chọn vật liệu làm móng 8 2.1.2 Chọn chiều sâu đặt móng 8 2.1.3 Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 8 2.1.4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 9 2.1.5 Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2 10 2.1.6 Kiểm tra nền theo TTGH1 13 2.1.7 Tính chiều cao móng (hm = h0 + c) 14 2.1.8 Tính toán và bố trí cốt thép cho móng 16 2.2 Thiết kế và tính toán Móng nông cột biên .17 2.2.1 Chọn vật liệu làm móng 17 2.2.2 Chọn chiều sâu đặt móng (h = 1,5 ÷ 2,0 m) 18 2.2.3 Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 18 SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 1 Lớp: 20X1B PBL 1: NỀN VÀ MÓNG 2.2.4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 18 2.2.5 Kiểm tra độ lún của móng theo phương pháp cộng lún từng lớp 19 2.2.6 Kiểm tra nền theo TTGH1 23 2.2.7 Tính chiều cao móng hm = h0 + c 24 2.2.8 Tính toán và bố trí cốt thép cho móng .25 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP 28 3.1 Thiết kế và tính toán Móng cọc cột giữa .28 3.1.1 Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc 28 3.1.2 Chọn kích thước cọc và đài cọc .28 3.1.3 Chọn chiều sâu đặt đáy đài cọc (điều kiện: h ≥ 0,7 hmin ) .29 3.1.4 Tính toán sức chịu tải của cọc đơn BTCT .30 3.1.5 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng .31 3.1.6 Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc 33 3.1.7 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc 33 3.1.8 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc .34 3.1.9 Tính toán độ lún của móng cọc 37 3.1.10 Tính toán đài cọc 40 3.2 Thiết kế và tính toán Móng cọc cột biên .46 3.2.1 Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc 46 3.2.2 Chọn kích thước cọc và đài cọc .46 3.2.3 Chọn chiều sâu đặt đáy đài cọc (điều kiện: h ≥ 0,7 hmin ) .47 3.2.4 Tính toán sức chịu tải của cọc đơn BTCT .48 3.2.5 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng .49 3.2.6 Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc 51 3.2.7 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc 52 3.2.8 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc .52 SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 2 Lớp: 20X1B PBL 1: NỀN VÀ MÓNG 3.2.9 Tính toán độ lún của móng cọc 55 3.2.10 Tính toán đài cọc 58 SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 3 Lớp: 20X1B PBL 1: NỀN VÀ MÓNG MỞ ĐẦU SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1 Sơ đồ mặt bằng công trình 2 Số liệu về tải trọng theo đề bài Bảng tải trọng tác dụng lên móng nông (STT 20) Tải trọng tính toán N (kN) Cột giữa Q (kN) N (kN) Cột biên Q (kN) 94,3 M (kNm) 2,5 85,7 M (kNm) 1,8 Tổ hợp cơ bản 115,4 3 100,9 2,1 Tổ hợp bổ sung 2,8 2 5 2,4 SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 4 Lớp: 20X1B PBL 1: NỀN VÀ MÓNG Bảng tải trọng tác dụng lên móng cọc khoan nhồi (STT 1) Tải trọng tính toán Cột giữa Cột biên M (kNm) M (kNm) N (kN) Q (kN) N (kN) Q (kN) Tổ hợp cơ bản 403,8 11,6 9,2 369,5 9,5 6,9 Tổ hợp bổ sung 533,4 14,9 11,1 438,5 11,4 8,3 3 Số liệu về kích thước cột Kích thước tiết diện cột: 450x500 (mm) 4 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của nền đất Giới Góc Chỉ Lớp Tỉ Dung Độ ẩm hạn Giới hạn nội ma Lực dính số h đất trọng trọng ɣ tự nhiên nhão dẻo sát ϕ đơn vị c SPT (m) ∆ (kN/m³) W (%) Wnh Wd(%) (độ) (kN/m²) N30 (%) Á cát 2,66 19,9 20 23 17 22 18 13 4 Á sét 2,65 19,4 22 28 18 19 25 15 4 Cát hạt 2,67 19,6 24 - - 29 6 19 ∞ vừa Mặt cắt địa chất: Lớp 1: Á cát, h=4m Mực nước ngầm Lớp 2: Á sét, h=4m Lớp 3: Cát hạt vừa, h=∞ SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 5 Lớp: 20X1B 5 Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún PBL 1: NỀN VÀ MÓNG Biểu đồ đường cong nén lún: Lớp: 20X1B e Biểu đồ đường cong nén lún lớp đất Á cát 0.7 0.689 0.65 0.625 0.6 0.603 0.589 0.582 0.55 0.5 0 1 2 3 42 P(kG/cm ) e Biểu đồ đường cong nén lún lớp đất Á sét 0.7 0.689 0.65 0.625 0.6 0.603 0.589 0.582 0.55 0.5 0 1 2 3 42 P(kG/cm ) e Biểu đồ đường cong nén lún lớp đất Cát hạt 0.7 0.689 vừa 0.65 0.625 0.6 0.603 0.589 0.582 0.55 0.5 0 1 2 3 4 P(kG/cm2) SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 6 PBL 1: NỀN VÀ MÓNG CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG 1.1 Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của nền đất 1.1.1 Lớp 1: Á cát, chiều dày: 4m - Độ sệt: B = W-Wd = 20-17 = 0,5 Wnh-Wd 23-17 Vì 0 < B < 1 nên lớp đất 1 (á cát) ở trạng thái dẻo - Độ bão hoà nước: G = 0,01.W.∆ = 0,01.20.2,66 = 0,88 e0 0,604 Vì 0,8 < G ≤ 1 nên lớp đất 1 (á cát) ở trạng thái bão hoà nước 1.1.2 Lớp 2: Á sét, Chiều dày: 4m - Độ sệt: B = W-Wd = 22-18 = 0,4 Wnh-Wd 28-18 Vì 0,25 ≤ B ≤ 0,50 nên lớp đất 2 (á sét) ở trạng thái dẻo cứng - Độ bão hoà nước: G = 0,01.W.∆ = 0,01.22.2,65 = 0,875 e0 0,666 - Vì 0,8 < G ≤ 1 nên lớp đất 2 (á sét) ở trạng thái bão hoà nước 1.1.3 Lớp 3: Cát hạt trung, chiều dày: ∞ - Hệ số rỗng tự nhiên e0= 0,689 Vì 0,55 < e0 < 0,7 nên đất 3 (cát hạt trung) ở trạng thái chặt vừa - Độ bão hoà nước: G = 0,01.W.∆ = 0,01.24.2,67 = 0,965 e0 0,689 Vì G > 0,8 nên lớp đất 3 (cát hạt trung) ở trạng thái bão hoà nước 1.2 Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất - Dựa vào những tài liệu địa chất công trình, địa chất thuỷ văn và kết quả thí nghiệm cơ lý của đất nền nhận thấy lớp đất đầu tiên (Lớp đất Á cát) chiều dày 4m, ở trạng thái dẻo, có nhiều trạng thái vật lý tương đối tốt Do đó có thể lựa chọn để làm nền đất thiên nhiên cho công trình 1.3 Đề xuất Phương án thiết kế Móng Do yêu cầu đối với công trình dân dụng, nhà làm việc nên ta có thể thiếu kế và tính toán nền móng theo 2 phương án sau: - Phương án 1: Thiết kế và tính toán móng nông bằng BTCT (loại móng đơn) + Thiết kế và tính toán móng cho cột giữa + Thiết kế và tính toán móng cho cột biên (lệch tâm) - Phương án 2: Thiết kế và tính toán móng cọc đài thấp (cọc BTCT thi công bằng phương pháp đóng ép) + Thiết kế và tính toán móng cho cột giữa + Thiết kế và tính toán cho cột biên (lệch tâm) SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 7 Lớp: 20X1B PBL 1: NỀN VÀ MÓNG CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG 2.1 Thiết kế và tính toán Móng nông cột giữa 2.1.1 Chọn vật liệu làm móng - Bê tông Mac 200 (cấp độ bền B15) Có: Rn = 8,5 (MPa) = 850 (T/m2); Rk = 0,75 (MPa) = 75 (T/m2) - Cốt thép CI dùng làm thép đai, cường độ chịu kéo dọc trục Ra = 225 (MPa) = 22500 (T/m2) - Cốt thép CII dùng làm thép chịu lực cường độ chịu kéo dọc trục Ra = 280 (Mpa) = 28000 (T/m2) 2.1.2 Chọn chiều sâu đặt móng - Chọn h = 1,5m; đảm bảo cách mực nước ngầm không nhỏ hơn 0,5m Móng nằm trong lớp Á cát có: φtc= 22°; ctc = 18 (kN/m2) = 1,8 (T/m2) 2.1.3 Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn - Sơ bộ chọn bề rộng móng bằng 1,8 m - Điều kiện xác định kích thước đáy móng: σtb ≤ Rtc - Dùng tải trọng tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản để tính toán, lấy hệ số vượt tải bằng 1,2 Ntc = Ntt/1,2 Tải trọng tiêu chuẩn Cột giữa M (kN.m) N (kN) Q (kN) Tổ hợp cơ bản 785,83 23,3 20,83 - Tính cường độ tiêu chuẩn của nền đất dưới đáy móng theo Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình TCVN 9362-2012: Rtc = m1 m2 (A b γ + B h γ′ + D Ctc − γ′ h0) Ktc - Các trị số A, B, D phụ thuộc vào góc ma sát φ = 22º ta tra bảng được các trị số A = 0.61; B = 3.44; D= 6.04 - Hệ số m1 phụ thuộc vào độ sệt của lớp đất đặt móng B = 0,5 ≤ 0,5, tra bảng ta được m1= 1,2 - Hệ số m2 phụ thuộc vào L/h: m2=1,1 (móng cứng) - Hệ số tin cậy Ktc= 1 - Nhà không có tầng hầm nên lấy h0= 0 - Đáy móng đặt ở lớp đất thứ nhất nên γ = γ’ = 19,9 (kN/m³) - Lực dính đơn vị ctc= c1= 18 (kN/m²) =>Rtc= 1,2.1,1 1 (0,61.1,8.19,9 + 3,44.1,5.19,9 + 6,04.18 − 19,9.0) = 307,89 SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 8 Lớp: 20X1B PBL 1: NỀN VÀ MÓNG - Tính kích thước đáy móng: σtb < Rtc ↔ N0 + G ≤ Rtc ↔ F = a b ≥ N0 = 785,83 = 2,84 F Rtc − γtb h 307,89 − 21.1,5 ↔ F = a b > 2,84 Với b = 1,8 (m) → chọn a = 2 (m) Kết hợp với 1 ≤ α =a/b ≤ 1,3 và móng lệch tâm nhỏ → chọn a = 2 (m) là hợp lý M N Q 1500 s min s max s tb 500 1800 450 2000 2.1.4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn - Từ số liệu về sơ đồ móng và tải trọng đề bài thì kết luận móng cột giữa lệch tâm theo một phương Bố trí phương cạnh dài chịu tác dụng của tải trọng lệch tâm, khi đó ea ≠ 0; eb = 0 - Độ lệch tâm: ea = M0+ Q0.h N0+G = 23,3+20,83.1,5 785,83+113,4 = 0,061 (m) G = a.b.h.γtb = 2.1,8.1,5.21 = 113,4 (kN) - Tính các giá trị ứng suất: σtb = N0+G F = 785,83+113,4 2.1,8 = 249,8(kN/m²) SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 9 Lớp: 20X1B PBL 1: NỀN VÀ MÓNG σmax = N0+G F (1 + 6.ea a ) = 785,83+113,4 2.1,8 (1 + 6.0,061 2 ) = 295,51 (kN/m²) σmin = N0+G F (1 − 6.ea a ) = 785,83+113,4 2.1,8 (1 − 6.0,061 2 ) = 204,08 (kN/m²) - Điều kiện kiểm tra: σtb ≤ Rtc ↔ σtb = 249,8 ≤ 307,89 (kN/m²) σmax ≤ 1,2 Rtc ↔ σmax = 295,51 ≤ 1,2.307,89 = 369,47 (kN/m²) σmin > 0 ↔ σmin = 204,08 (kN/m²) > 0 Vậy các điều kiện kiểm tra đều thoả mãn Kết luận: chọn kích thước đáy móng F = axb = 2x1,8 (m) 2.1.5 Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2 - Chia nền đất dưới đáy móng thành các lớp đất phân tố có chiều dày hi sao cho: 0,2b ≤ hi ≤ 0,4b = 0,34 ≤ hi ≤ 0,68 (b là bề rộng móng) - Để đơn giản trong tính toán thì mặt phân cách các lớp đất phân tố nên trùng với mặt phân cách các lớp đất tự nhiên và trùng với mực nước ngầm - Thông thường chiều dày các lớp đất phân tố lấy bằng nhau để dễ tính toán - Vậy chọn hi bằng nhau (= 0,5 m) - Xác định áp lực gây lún ( gl ) gl=p-.h= N0+G - h =785,85+113,4 – 19,9.1,5= 219, 9 F 2.1,8 - Tính và vẽ biểu đồ phân bố ứng suất do tải trọng ngoài gây ra đối v ới những điểm nằm trên trục thẳng đứng Oz đi qua trọng tâm đáy móng với pz = Ko.gl, Ko phụ thuộc vào (a/b, 2z/b) - Tính và vẽ biểu đồ phân bố ứng suất do tải trọng bản thân của đất gây ra đối với những điểm nằm trên trục thẳng đứng đi qua trọng tâm đáy móng pz với btz = h+∑ni=1 i hi(n là số lớp đất phân tố) dn1 =(−0).0 1+e0 = (2,66−1).10 1+0,604 = 10,34 (−0).0 (2,66−1).10 dn2= 1+e0 = 1+0,666 = 9,9 (Dưới mực nước ngầm sử dụng dung trọng đẩy nổi để tính toán) SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 10 Lớp: 20X1B