Giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu kép góc ma sát trong và lực dính đơn vị...71.3... Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được chỉ tiêu đại diện cho nền.- Ba
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (Ho Chi Minh City University of Technology and Education)
-Khoa: Xây Dựng Chuyên ngành: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG
GVHD: Th.S NGUYỄN TỔNG
SVTH: NGUYỄN HOÀNG TUẤN
MSSV: 21149525
KHOÁ: 2023-2024
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (Ho Chi Minh City University of Technology and Education)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG
Thiết kế móng đơn (Single Footing Design) Thiết kế móng băng (Strip Footing Design) Thiết kế móng cọc (Plie Foundation Design)
GVHD: Th.S NGUYỄN TỔNG
SVTH: NGUYỄN HOÀNG TUẤN
MSSV: 21149525
Trang 3PHẦN PHỤ LỤC:
CHƯƠNG 1: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1
1.1 Lý thuyết thống kê địa chất 1
1.1.1 Định nghĩa đơn nguyên địa chất 1
1.1.2 Định nghĩa trị tiêu chuẩn 1
1.1.3 Định nghĩa trị tính toán 2
1.1.4 Định nghĩa chỉ tiêu đơn 2
1.1.5 Định nghĩa chỉ tiêu kép 2
1.1.6 Cách thức phân chia đơn nguyên địa chất công trình 2
1.2 Thống kê các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các đặc trưng của đất 4
1.2.1 Giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn 4
1.2.2 Giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu kép (góc ma sát trong và lực dính đơn vị) 7
1.3 Kết quả thống kê địa chất móng nông DCMN – DC06 9
1.3.1 Thống kê cho chỉ tiêu đơn 11
1.3.2 Thống kê cho chỉ tiêu kép 16
1.3.3 Tổng hợp kết quả sau khi thống kê địa chất 20
1.3.4 Phân loại đất theo TCVN 9362:2012 24
1.4 Kết quả thống kê địa chất móng cọc DCMC – DC07 25
1.4.1 Thống kê cho chỉ tiêu đơn 26
1.4.2 Thống kê cho chỉ tiêu kép 30
1.4.3 Tổng hợp kết quả sau khi thống kê địa chất 34
1.4.4 Phân loại đất theo TCVN 9362:2012 38
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN 39
2.1 Các dữ liệu thiết kế móng: 39
Trang 42.1.1 Giá trị nội lực: 39
2.1.2 Vật liệu sử dụng: 39
2.1.3 Thông số địa chất: 40
2.2 Chọn chiều sâu đặt móng 44
2.2.1 Cơ sở chọn chiều sâu đặt móng: 44
2.2.2 Chiều sâu đặt móng 44
2.3.Sơ bộ kích thước móng 45
2.4.Dời các lực và moment của tải trọng công trình về đáy móng 47
2.5 Tính và kiểm tra điều kiện ổn định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng Ptcvà áp lực tiêu chuẩn nền RII (TCVN 9362:2012) 47
2.5.1.Áp lực tiêu chuẩn Ptc dưới đáy móng : 47
2.5.2 Tính áp lực tiêu chuẩn nền RII theo TCVN 9362-2012 48
2.6 Tính lún và kiểm tra lún theo phương pháp bán không gian đàn hồi 49
2.7 Tính và kiểm tra điều kiện Sức Chịu Tải của nền 53
2.8 Tính và kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng 55
2.9 Tính toán thép và bố trí thép cho đài móng 57
2.9.1 Tính và bố trí thép theo phương cạnh dài móng Lm 58
2.9.2 Tính và bố trí thép theo phương cạnh ngắn Bm 59
2.9.3.Thể hiện bố trí thép trên mặt cắt và mặt bằng 59
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG 61
3.1 Các dữ liệu thiết kế: 61
3.1.1 Giá trị nội lực( MBMNII): 61
3.1.2 Vật liệu sử dụng thiết kế: 61
3.2 Chọn chiều sâu đặt móng 62
3.2.1 Cơ sở chọn chiều sâu đặt móng: 62
Trang 53.2.2 Chiều sâu đặt móng 62
3.3 Cách thức sơ bộ kích thước móng băng 63
3.4 Tính và kiểm tra điều kiện ổn định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng Ptc và áp lực tiêu chuẩn nền RII (TCVN 9362:2012) 66
3.4.1 Áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng băng 66
3.4.2 Tính áp lực tiêu chuẩn nền RII theo TCVN 9362-2012 66
3.5 Tính lún và kiểm tra lún theo phương pháp bán không gian đàn hồi 67
3.6 Tính và kiểm tra điều kiện Sức Chịu Tải của nền 71
3.7 Tính Lực cắt cánh móng, và bố trí thép cánh móng 73
3.7.1.Kiểm tra điều kiện cắt cánh: 73
3.7.2.1.Tính bố trí thép cho cánh móng( theo phương cạnh ngắn móng Bm) 74
3.7.2.2.Tính bố trí thép cho cánh móng( theo phương cạnh dài móng Lm) 75
3.8.Xác định ứng xử móng cứng hoặc mềm phụ thuộc vào độ cứng tương đối của kết cấu và nền đất theo Hetenyi 75
3.9.Tính thép và bố trí cho dâm móng băng 79
3.9.1.Tính thép dọc cho dầm móng 79
3.9.2.Tính thép đai cho dầm móng 81
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÓNG CỌC 85
4.1.Số liệu tính toán 85
4.1.1.Nội lực dưới chân cột 85
4.1.2.Thông số vật liệu 85
4.1.3.Thông số địa chất 86
4.2.Xác định chiều sâu đặt móng và kích thước cọc 91
4.2.1.Xác định chiều sâu đặt móng: 91
4.2.2.Sơ bộ kích thước cọc: 91
4.3.Xác định sức chịu tải của cọc 92
Trang 64.3.1.Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc của cọc 92
4.3.2.Sức chịu tải theo đất nền 94
4.3.2.1.Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý 94
4.3.2.2.Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ 96
4.3.2.3.Sức chịu tải theo chỉ số SPT 98
4.4.Xác định số lượng cọc và bố trí 100
4.4.1.Xác định sơ bộ số lượng cọc trong đài móng theo công thức: 100
4.4.2.Bố trí cọc trong đài 100
4.5 Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc, Sức chịu tải kể đến hiệu ứng nhóm cọc 101
4.5.1 Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc 101
4.5.2.Sức chịu tải cọc kể đến hiệu ứng nhóm cọc được xác định: 102
4.5.3.Kiểm tra điều kiện ổn định do phản lực đầu cọc 103
4.6.Kiểm tra điều kiện ổn định và điều kiện lún dưới khối móng quy ước 104
4.6.1.Kiểm tra điều kiện ổn định dưới khối móng quy ước 105
4.6.1.1.Áp lực dưới khối móng quy ước P (kN/m2) 105
4.6.1.2.Áp lực tiêu chuẩn nền dưới khối móng quy ước RII (kN/m2) 105
4.6.2.Tính lún và kiểm điều kiện lún dưới khối móng quy ước 106
4.7.Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng và chống cắt cho đài móng 110
4.7.1.Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng 110
4.7.2.Kiểm tra điều kiện chống cắt 111
4.8.Tính toán và bố trí thép cho đài móng 112
4.8.1.Tính toán và bố trí thép theo phương cạnh Ld: 113
4.8.2.Tính toán và bố trí thép theo phương cạnh Bd: 113
4.9.Kiểm tra khả năng của cọc khi vận chuyển và lắp dựng 114
Trang 74.9.1.Khi vận chuyển cọc 114
4.9.2.Khi lắp dựng cọc 115
4.9.3.Tính toán cốt thép móc cẩu: 116
4.9.4.Chi tiết thép chế tạo cọc và bố trí: 117
4.10.Thiết kế móng lỗi thang 118
4.10.1.Giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải cọc 118
4.10.2.Sức chịu tải cọc thiết kế: 118
4.10.3.Số lượng cọc trong phạm vi (mặt bằng địa chất DC07) móng lỗi thang: 118 PHẦN DANH MỤC BẢNG BIỂU: Bảng 1.1.6.Hệ số biến động giới hạn 3
Bảng 1.2.1a.Bảng tra tiêu chuẩn thống kê v 4
Bảng 1.2.1b.Tra hệ số .5
Bảng 1.3 Phân chia sơ bộ đơn nguyên địa chất móng nông DCMN – DC06 10
Bảng 1.3.1a Bảng thống kê chỉ tiêu dung trọng tự nhiên (kN/m3) 11
Bảng 1.3.1b.Thống kê dung trọng tự nhiên theo trạng thái giới hạn 11
Bảng 1.3.1c: Bảng thống kê chỉ tiêu độ ẩm w (%) 12
Bảng 1.3.1d: Bảng thống kê chỉ tiêu giới hạn nhão (%) 13
Bảng 1.3.1e: Bảng thống kê chỉ tiêu giới hạn dẻo (%) 13
Bảng 1.3.1f Bảng thống kê chỉ số dẻo và độ sệt 14
Bảng 1.3.1g: Bảng thống kê chỉ tiêu tỷ trọng hạt Gs 14
Bảng 1.3.1h: Bảng thống kê chỉ tiêu hệ số rỗng tự nhiên e0 15
Bảng 1.3.1i.Dung trọng đẩy nổi DCMN 15
Bảng 1.3.2a: Bảng thống kê chỉ tiêu sức kháng cắt .16
Bảng 1.3.2b: Bảng thống kê chỉ tiêu sức kháng cắt .17
Trang 8Bảng 1.3.2c: Bảng thống kê chỉ tiêu sức kháng cắt .18
Bảng 1.3.2d.Thống kê các giá trị đại diện và .19
Bảng 1.3.2e.Giá trị min, max góc ma sát trong và lực dính 19
Bảng 1.3.3.Tổng hợp kết quả thống kê địa chất móng nông DCMN – DC06 20
Bảng 1.3.4.Phân loại đất theo TCVN 9362:2012 địa chất móng nông DCMN – DC06 24
Bảng 1.4.Phân chia sơ bộ đơn nguyên địa chất móng cọc DCMC – DC07 25
Bảng 1.4.1a.Thống kê chỉ tiêu dung trọng tự nhiên (kN/m3) 26
Bảng 1.4.1b.Giá trị tính toán dung trọng theo trạng thái giưới hạn 26
Bảng 1.4.1c: Bảng thống kê chỉ tiêu độ ẩm w (%) 27
Bảng 1.4.1d: Bảng thống kê chỉ tiêu giới hạn nhão (%) 27
Bảng 1.4.1e: Bảng thống kê chỉ tiêu giới hạn dẻo (%) 28
Bảng 1.4.1f: Chỉ số dẻo và độ sệt 28
Bảng 1.4.1g: Bảng thống kê chỉ tiêu tỷ trọng hạt Gs 28
Bảng 1.4.1h: Bảng thống kê chỉ tiêu hệ số rỗng tự nhiên e0 29
Bảng 1.4.1i:Dung trọng đẩy nổi móng cọc 29
Bảng 1.4.2a.Thống kê chỉ tiêu sức kháng cắt .30
Bảng 1.4.2b.Thống kê chỉ tiêu sức kháng cắt .31
Bảng 1.4.2c: Bảng thống kê chỉ tiêu sức kháng cắt .32
Bảng 1.4.2d.Thống kê các giá trị đại diện và .33
Bảng 1.4.2e:Giá trị min, max của góc ma sát và lực dính theo trạng thái giới hạn 33
Bảng 1.4.3.Tổng hợp kết quả thống kê địa chất móng cọc DCMC – DC07 34
Bảng 1.4.4.Phân loại đất theo TCVN 9362:2012 địa chất móng cọc DCMC – DC07 38 Bảng 2.1.1.Giá trị nội lực thiết kế móng đơn 3-E 39
Trang 9Bảng 2.1.2.Vật liệu sử dụng thiết kế móng đơn 39
Bảng 2.6.Các thông số tính lún mớng đơn 52
Bảng 3.1.1.Giá trị nội lực tại chân cột móng băng 61
Bảng 3.1.2 Vật liệu sử dụng thiết kế 61
Bảng 3.5.Các thông số tính lún móng băng 69
Bảng 3.8a.Đặc trưng hình học tiết diện mặt cắt móng băng 75
Bảng 3.8b.Diện tích biểu đồ ứng suất gây lún và modun đàn hồi theo từng lớp đất thứ i 76
Bảng 3.9.1 Tính và chọn thép cho dầm móng băng 80
Bảng 4.1.1 Giá trị nội lực tính toán và tiêu chuẩn tại cổ cột của móng cọc 85
Bảng 4.1.2 Thông số vật liệu móng cọc 85
Bảng 4.3.2.1.Sức kháng ma sát đơn vị theo chỉ tiêu cơ lý 95
Bảng 4.3.2.2 Sức kháng ma sát đơn vị theo chỉ tiêu cường độ 98
Bảng 4.3.2.3 Sức kháng ma sát đơn vị theo chỉ số SPT 99
Bảng 4.2.3.Các giá trị sức chịu tải đất nền 100
Bảng 4.5.1.Giá trị phản lực đầu cọc 102
Bảng Thông số tính lún móng cọc 109
PHẦN DANH MỤC HÌNH ẢNH: Hình 1.3 Mặt cắt địa chất HK 1 – 2 địa chất móng nông DCMN – DC06 9
Hình 2.1.2: Mặt bằng địa chất móng nông(MBMN-DC06) 39
Hình 2.2.2: Chiều sâu chôn móng đơn Df 44
Hình 2.3a.Mặt cắt A-A (móng đơn) 46
Hình 2.3b.Mặt bằng móng đơn 46
Hình 2.6.Biểu đồ lún móng đơn 51
Hình 2.8.Vùng bao chống xuyên thủng móng đơn 55
Trang 10Hình 2.9a.Sơ đồ tính bố trí thép, ngàm vào mép cột theo 2 phương 57
Hình 2.9b.Áp lực quy đổi theo sơ đồ tính dưới đáy móng 57
Hình 2.9.1.Sơ đồ tính biểu đồ lực và moment theo phương cạnh dài móng Lm 58
Hình 2.9.2.Sơ đồ tính biểu đồ lực và momen theo phương cạnh ngắn móng Bm 59
Hình 2.9.3a Thể hiện bố trí thép trên mặt cắt móng 60
Hình 2.9.3b.Thể hiện bố trí thép trên và mặt bằng móng 60
Hình 3.1.2.Mặt bằng địa chất móng băng MBMN-DC06 61
Hình 3.2.2.Chiều sâu chôn móng băng 62
Hình 3.3a Sơ đồ xác định chiều dài móng băng 63
Hình 3.3b.Sơ bộ kích thước mặt cắt móng ngang móng 65
Hình 3.3c.Mặt bằng và mặt cắt dọc móng băng 65
Hình 3.5.Biểu đồ lún của móng băng 68
Hình 3.7.1.Khối móng chịu cắt của móng băng 73
Hình 3.7.2.1a.Sơ đồ tính lực tác dụng theo phương cạnh ngắn móng 74
Hình 3.7.2.1b Sơ đồ tính moment theo phương cạnh ngắn móng 74
Hình 3.8a.Phân tích đặc trưng hình học của tiết diện 75
Hình 3.8b.Sơ đồ tính ứng xủ móng mềm theo Hetenyi thông qua (etabs) 78
Hình 3.8c.Biểu đồ moment móng băng (etabs) 78
Hình 3.8d.Biểu đồ lực cắt móng băng thông qua (etabs) 78
Hình 3.8e.Biểu đồ momen và lực cắt tại vị tri gối và nhịp móng băng thông qua sơ đồ tính etabs 79
Hình 3.9.2b.Thể hiện bố trí trên mặt cắt và mặt bằng móng băng 84
Hình 4.1.Mặt bằng địa chất móng cọc MBMC-DC07 85
Hình 4.2.2a.Chiều dài kích thước cọc 92
Hình 4.2.2b.Chiều sâu chôn cọc và đài móng 92
Trang 11Hình 4.3.2.1.Thông số tính toán sức chịu tải chỉ tiêu cơ lý 95
Hình 4.3.2.2 Thông số tính toán sức chịu tải chỉ tiêu cường độ 97
Hình 4.3.2.3 Thông số tính toán sức chịu tải chỉ số SPT 99
Hình 4.4.2.Bố trí cọc 101
Hình 4.5.1.Tải trọng tác dụng lên đầu cọc 102
Hình 4.6.Khối móng quy ước 104
Hình 4.6.2.Biểu đồ lún móng cọc 108
Hình 4.7.1.Vùng bao chống xuyên thủng móng cọc 110
Hình 4.7.2.Kiểm tra chống cắt theo 2 mặt cắt 112
Hình 4.8.Sơ đồ ngàm tại mép cột theo 2 phương 112
Hình 4.8.1.Sơ đồ tính theo phương cạnh dài 113
Hình 4.8.2.Sơ đồ tính theo phương cạnh ngắn 114
Hình 4.9.1.Sơ đồ tính khi cọc vận chuyển 115
Hình 4.9.1.Sơ đồ tính khi cọc lắp dựng 116
CHƯƠNG 1: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT
1.1 Lý thuyết thống kê địa chất
- Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được chỉ tiêu đại diện cho nền
- Ban đầu khi khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu, hạt độ mà ta phân chia thành từng lớp đất
- Theo TCVN – 9362 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động đủ nhỏ Vì vậy ta phải loại trừ những mẫu
có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyên địa chất
Trang 12- Đơn vị địa chất công trình cơ bản mà tại đó tiến hành chỉnh lý thống kê các chỉ tiêuđặc trưng địa chất công trình.
- Một đơn nguyên địa chất công trình (hay còn được gọi là lớp, đới đất đá) là một thểtích đất đồng nhất có cùng loại tên gọi và thỏa mãn một trong những điều kiện sau:+ Các đặc trưng của đất trong phạm vi một đơn nguyên biến thiên không có tính quyluật
+ Nếu các đặc trưng của đất biến thiên có quy luật thì quy luật này có thể bỏ qua khithỏa mãn điều kiện ghi trong 4.2.1.6 TCVN 9153 - 2012, được đặc trưng bởi các giá trịtiêu chuẩn và giá trị tính toán của các chỉ tiêu tính chất của đất không đổi
1.1.2 Định nghĩa trị tiêu chuẩn
- Giá trị trung bình cộng của các kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chấtcủa đất (trừ lực dính đơn vị và góc ma sát trong) trong phạm vi một đơn nguyên địa chấtcông trình
- Giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị và góc ma sát trong là các thông số của quan hệtuyến tính giữa sức chống cắt và áp lực pháp tuyến theo phương pháp bình quân nhỏ nhất.1.1.3 Định nghĩa trị tính toán
- Giá trị đặc trưng cho tính chất của đất trong phạm vi một đơn nguyên địa chất côngtrình, được xác lập từ các kết quả thí nghiệm với một xác suất tin cậy cho trước, dùng đểtính toán thiết kế xây dựng công trình, bằng giá trị tiêu chuẩn chia cho hệ số an toàn về đấtquy định tại điều 4.2.2.1.3 TCVN 9153-2012
1.1.4 Định nghĩa chỉ tiêu đơn
- Những chỉ tiêu tính chất của đất được biểu thị bởi một giá trị của chỉ tiêu đó, ví dụ:Khối lượng thể tích, độ ẩm, modun biến dạng v.v…
1.1.5 Định nghĩa chỉ tiêu kép
- Chỉ tiêu tính chất của đất được biểu thị đồng thời hai giá trị, ví dụ: sức chống cắt củađất được biểu thị bởi góc ma sát trong và lực dính đơn vị, sức kháng xuyên được biểu thị
Trang 13- Từ các kết quả khảo sát địa chất công trình (hố khoan, hố đào, thí nghiệm xuyên tĩnh,xuyên tiêu chuẩn SPT…), lập mặt cắt địa chất công trình mà trên đó sơ bộ phân chia đốitượng khảo sát ra các đơn nguyên địa chất công trình (lớp, đới đất đá) có xét đến nguồngốc, loại đất, trạng thái và đặc điểm về kiến trúc, cấu tạo của chúng.
- Phân tích các chỉ tiêu tính chất của đất trong mỗi đơn nguyên địa chất công trình đã sơ
bộ phận chia, xác định những giá trị quá khác biệt, loại bỏ chúng nếu là do thí nghiệm saihoặc khoanh vùng chúng nếu thuộc một đơn nguyên địa chất công trình khác
- Hệ số biến động của từng chỉ tiêu cơ lý của đất:
Điều kiện: , trường hợp thì ta tiến hành loại trừ các sai số thô lớn
là độ lệch bình phương trung bình của chỉ tiêu, Atc là trị tiêu chuẩn của chỉ tiêu
là giá trị trung bình của chỉ tiêu, là giá trị riêng biệt thứ I của chỉ tiêu, n là số lầnthí nghiệm
là độ biến động giới hạn Hệ số biến động giới hạn này cho trong bảng dưới đây
Bảng 1.1.6.Hệ số biến động giới hạn
Đặc trưng của đất Hệ số biến động giới hạn
Chỉ số độ chính xác đánh giágiá trị trung bình của chỉ tiêu
Trang 14Độ ẩm tự nhiên w% 0.15 0.05
Giới hạn nhão và dẻo 0.15 0.05
Mô đun biến dạng trong
tức thời của các loại đá 0.4 0.15
Lưu ý: giá trị ghi trong ngoặc thuộc về đất sét kỷ đệ tam – trạng thái cứng và nửa cứng, vàđất eluvi trạng thái bất kỳ
1.2 Thống kê các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các đặc trưng của đất
1.2.1 Giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn
- Kiểm tra thống kê loại bỏ sai số thô: có thể có bởi các giá trị quá lớn hoặc quá bé nếuthỏa mãn điều kiện:
Trong đó, là tiêu chuẩn thống kê phụ thuộc vào số lượng thí nghiệm n được xác địnhnhư bảng
Bảng 1.2.1.Bảng tra tiêu chuẩn thống kê v
Số lần xác Giá trị chuẩn Số lần xác
định nGiá trị chuẩn Số lần xác
định nGiá trị chuẩn
Trang 15- Giá trị tính toán các chỉ tiêu được xác định như sau:
, là chỉ số độ chính xác được tính theo công thức: :
Trong đó, là trị số lấy theo bảng 2, phụ thuộc vào độ tin cậy cho trước ( = 0.85khi tính theo TTGHII và = 0.95 khi tính theo TTGHI)
Trang 16trị tiêu chuẩn A của chỉ tiêu.tc