ĐỒ Á N NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠKHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN

NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH

Giảng viên hướng dẫn : Ths TRẦN THỊ PHƯƠNGSinh viên thực hiện: PHẠM LÂM HỮU PHÁT

Lời Mở Đầu

“Để hoàn thành bài Đồ án nền móng công trình này, em xin chân thành gửilời cảm ơn chân thành đến”:

Lãnh đạo khoa Kỹ Thuật Xây Dựng của trường Đại Học Kỹ Thuật - CôngNghệ Cần Thơ đã tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình học tập, tìm hiểucủa môn Đồ án nền móng công trình Nhờ sự lãnh đạo chu đáo của lãnhđạo khoa đã tạo môi trường tốt nhất cho em cùng các bạn học tập

Em xin chân thành cảm ơn cô Trần Thị Phương đã tận tình truyền đạt tất cảkiến thức cho chúng em trong suốt thời gian học vừa qua Cô vẫn luôn nhiệthuyết , quan tâm và chỉ bảo chúng em trong suốt thời gian vừa qua

Các anh chị khóa trên đã chia sẽ ý kiến và tài liệu tham khảo giúp em thựchiện tốt việc nghiên cứu Đồ án nền móng công trình Sự góp ý và chỉ dẫncủa các anh chị đã giúp em hiểu thêm về vấn đề, từ đó giúp việc nghiên cứuđạt hiệu quả tốt nhất

Do giới hạn kiến thức và khả năng lý luận của bản thân em còn nhiều thiếuxót và hạn chế, kính mong sự chỉ dẫn và đóng góp của cô để bài Đồ án nềnmóng công trình của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Phạm Lâm Hữu Phát

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CỦA CÔNG TRÌNH CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG II.1.PHƯƠNG ÁN MÓNG ĐƠN

II.2.PHƯƠNG ÁN MÓNG BĂNG II.3.PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC

II.3.1.Phương pháp cọc bêtông cốt thép II.3.2 Chọn tiết diện và vật liệu làm cọc II.3.3.Tính sức chịu tải

1/Sức chịu tải theo vật liệu 2/Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý 3/Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ 4/Sức chịu tải theo SPT

II.3.4 Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc trong đài 1/ Số lượng cọc trong đài

2/ Bố trí cọc trong đài

3/ Kiểm tra phản lực của đài và sự làm việc của nhóm cọc 4/ Sức chịu tải của nền đất dưới khối móng quy ước

5/ Độ lún của khối móng quy ước 6/ Điều kiện chọc thủng của đài cọc 7/ Cốt thép trong đài

8/ Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp

-Số liệu địa chất thay đổi theo số thứ tự của sinh viên xem chi tiết bên dưới.

1 Phần bắt buộc:

- Tính toán thiết kế hai giải pháp móng:

+ Tính toán giải pháp móng nông (Móng đơn, móng băng) + Tính toán giải pháp móng sâu.

Một trong các giải pháp móng cọc dưới đây:

+Tính toán giải pháp móng cọc ép bê tông cốt thép đổ tại chỗ.

+Tính toán các giải pháp xử lý nền như: bấc thấm, cọc cát, cọc xi măng đất,

cọc BTCT tiết diện nhỏ kết hợp kết hợp vải địa kỹ thuật, đệm cát

-Bản vẽ:

+Thể hiện trên khổ giấy A1 đúng tiêu chuẩn bản vẽ kỹ thuật.+Nội dung thể hiện:

 Mặt bằng móng  Chi tiết móng, cọc.

 Các chi tiết liên kết cọc trong thi công.

 Thống kê thép, các ghi chú, khung tên bản vẽ -Thuyết minh:

-Trình bày trên khổ giấy A4.

1.Thống kê các số liệu địa chất;2 Thiết kế phương án móng băng

+Giá trị tính toán có được từ kết quả giải khung +Địa chất

+Xác định kích thước móng

+Chọn chiều cao móng

+Kiểm tra các điều kiện của móng như: Điều kiện ổn định, lún +Tính cốt thép theo phương ngang của vỉ móng

+Tính nội lực và cốt thép trong dầm móng băng

3.Thiết kế phương án móng cọc:

+Giá trị tính toán có được từ kết quả giải khung +Địa chất

+Cấu tạo cọc, đài cọc, tải trọng công trình +Chọn sơ bộ chiều cao đài

+Chọn các thông số về cọc

+Tính sức chịu tải cọc theo: Vật liệu, theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền, theo chỉ tiêu

cường độ, theo SPT và CPT (nếu có số liệu tính toán) +Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc trong đài

+Kiểm tra các điều kiện của móng như: Tải trọng tác dụng lên cọc, điều kiện

ổn định của nền, kiểm tra lún của nền

+Kiểm tra khi vận chuyển cẩu lắp cọc +Xác định chiều cao đài cọc

CHƯƠNG I: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNHLớp đất 1:

Lớp đất số 1 thuộc đất sét pha cát lẫn hữu cơ, màu xám đen đến xám trắng, độ dẻo trung bình, trạng thái mềm Bề dày tại L1 m Chỉ số xuyên SPT: N= 4-6

Tại thời điểm khảo sát mực nước ngầm ổn định sau khi khoan ở độ sâu H= -3m Từ bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm đất của Kết quả khảo sát địa chất công

trình ta có bảng các chỉ tiêu cơ lý như sau:

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

II.1.PHƯƠNG ÁN MÓNG ĐƠN

Chọn sơ bộ chiều sâu chôn móng là Df = 2m

Giả sử bề rộng móng b = 2m, chiều dài móng l = 2m và chiều cao móng hm=

Diện tích sơ bộ tại đáy móng:

Để tận dụng hết khả năng chịu lực của nền để kích thước móng bảo đảm kinh tế

nhất thì : Ptc < Rtc

KẾT LUẬN : Do tải trọng quá lớn nên phương án móng đơn không phù hợp do

không đủ sức chịu tải

II.2.PHƯƠNG ÁN MÓNG BĂNG

Do công trình có tải trọng lớn nên ta tiến hành tính toán móng theo phương án

Quy về tải tâm móng Ntc = 5x413 = 2065T

Chọn sơ bộ kích thước móng b=2m, Df = 2m, l = 19m ( khoảng cách giữa 1A và 1E là 17 m cộng thêm 2m ) móng được đặt trên lớp thứ nhất

 Kiểm tra Điều kiện ổn định đất nền

Ta thấy: Ptc > Rtc ( không thỏa ) Vậy phương án móng băng không hợp lý

KẾT LUẬN: Qua tính toán và đánh giá sơ bộ cho thấy phương án móng bang

không khả thi do tải trọng công trình quá lớn, sức chịu tải của đất nền nhỏ so với tải trọng Do đó, phương án móng cọc bêtông cốt thép ( BTCT) được xem là hợp lý là khả thi nhất về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế nên tiến hành tính toán theo giải pháp móng cọc.

II.3.PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC

II.3.1.Phương pháp cọc bêtông cốt thép:Cơ sở tính toán:

Để thiết kế và tính toán cọc BTCT, trước hết ta phải lựa chọn cọc và chiều dài cọc Từ đó ta sẽ tính toán sức chịu tải của cọc và xác định số lượng cọc cần bố trí Tuy nhiên để chủ động hơn trong tính toán cũng như để việc lựa chọn cọ, tiết diện cọc được dễ dàng và có cơ sở hơn ta làm như sau:

Chọn các loại tiết diện cọc có thể dùng để thiết kế xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền của từng loại cọc qua các lớp đất nền ( vì sức chịu tải của cọc theo đất nền thường nhỏ hơn sức chịu tải của cọc theo vật liệu và được lấy làm sức chịu tải tính toán của cọc).

Từ tổng tải ở chân cột, ta ước lượng số lượng cọc sơ bộ, từ đó tính được sức chịu tải trung bình cần thiết của một cọc đơn.

Chọn loại tiết diện có mối quan hệ thích hợp giữa L và d ( với cách này làm ta cũng có thể dễ dàng thay đổi tiết diện và chiều dài cọc, thay đổi các phương án để tìm ra loại cọc hợp lý nhất: về tiết diện và chiều dài)

II.3.2 Chọn tiết diện và vật liệu làm cọc

Đặt đáy đài cao trình -3m so với mặt đất tự nhiên

Chọn chiều dài làm việc của cọc là : L = 19 m ( chia làm 2 đoạn, mỗi đoạn 9,5

m) Đoạn đập đầu cọc và ngàm vào trong đài 0,6 m (TCVN 10304 - 2014) , cắm

II.3.3.Tính sức chịu tải:1/Sức chịu tải theo vật liệu

QaVL = φ (RbAb + AstRsc) (KN) Trongđó:

Ast : Diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc trong cọc ( m2 )

Rb : Cường độ chịu nén của bêtông ( phụ thuộc vào cấp độ bền của bêtông)

φ – hệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh Tính φ theo công thức thực nghiệm:

φ = 1.028 – 0.0000288λ2 – 0.0016λ

*Hệ số uốn dọc φ : - Khi thi công ép cọc :

L1 = v1×l o1

( l là chiều dài thực tế ,khi mũi cọc cấm vào đất khoảng 30-50 cm thì bắt đầu ghi chỉ số lựcđầu tiên sau đó cứ mỗi lần cọc xuyên được 1m thì ghi chỉ số lực đó

Đầu cọc ngàm trong đài và

mũi cọc nằm trong đất nền 2 Đầu cọc ngàm trong đài và

mũi cọc tựa lên đất cứng

 Môđun đàn hồi B25: bêtông nặng ( B25 tương ứng với M300 ) dưỡng hộ ở áp xuất khí quyển => Eb= 27×103 Mpa= 27×106 KN/m2

*Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên:

Qs = u.∑fsi×li Trong đó:

 U: chu vi tiết diện cọc

 Li: chiều dài ma sát của đoạn cọc nằm trong lớp thứ i

 φ: góc ma sát trong của đất quanh cọc ở lớp thứ i  Ci: lực dính của đất dưới mũi cọc ở lớp thứ i  σ’v: ứng suất có hiệu theo phương ngang

 Ap tiết diện ngang của cọc (m2)

 qp là áp lực hiệu quả tại cao trình lớp phủ dưới muỗi cọc

 Với : qp = 0.4×y×b×Ny + σ’vp×Nq + 1.3×c×Nc (Công thức Terzaghi tính theo dạng cọc vuông )

- ứng xuất hiệu tại mũi cọc

 Ap tiết diện ngang của cọc (m2)

- qp là áp lực hiệu quả tại cao trình lớp phủ dưới muỗi cọc

II.3.4 Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc trong đài1/ Số lượng cọc trong đài :

 Ntt là lực tính toán tại chân cột ( ngoại lực tác dụng lên móng )  QaTK là sức chịu tải thiết kế của cọc

 β hệ số sét đến moment và lực ngang tại chân cột trong đài và đất nền trên đài , tùy theo giá trị moment và lực mà chọn giá trị β hợp

Nguyên tắc bố trí cọc trong đài

- Khoảng cách giữa các cọc (từ tim cọc đến tim cọc ) : s = 3d ÷ 6d => Chọn

MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỌC

3/ Kiểm tra phản lực của đài và sự làm việc của nhóm cọc:a/ Kiểm tra phản lực của đài :

Chuyển các ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc Trọng lượng riêng trung bình của bêtông đài và đất phía trên đài:

γtb = 22KN/m3 (γtb là γ giữa đấtvà bê tông ) Ta có :

NTT= 4750 kN HTT= 30 kN MTT= 65 kN.m

4/ Sức chịu tải của đất nền dưới khối móng quy ước:

a/ Kích thước sơ bộ của móng khối quy ước :

b/ Khối lượng khối móng quy ước

A = Lx × By = 5.865 ×5.865 = 34.398m2

 Khối lượng cọc và đài bêtông ( γbt = 25KN/m3)

Wđài = γbt×Vđài = 25×12.288 = 307.2 KN ( Wđài : trọng lượng của đài )

Wbt = n×Ap×γbt×lc = 9×0.16×25×18.4 = 662.4 KN  Qc = n×Ap×γbt×lc + Wđài = 662.4 + 307.2 = 969.6 KN

Q= Qđất + Qc – Qđc = 7744.5 +969.6 – 554.79 = 8159.31KN

c/ Ứng suất dưới móng khối quy ước :

Tải trọng quy về móng khối quy ước :

 l/b=1, z/b : tra bảng k tại tâm

Chọn lớp bảo vệ a = 0.05 m

Chọn đoạn ngàm cọc : hđc = 0.6 m Đoạn đập đầu cọc 0.55 m

Chiều cao đài : hđ = 0.05 + 0.05 + 1.1 = 1.2 m *Điều kiện chống xuyên : Pxt < Pcx

-Lực gây xuyên thủng : Pxt = Ntt - ∑Pi(xt)

Trong đó:

Ntt _ lực dọc tính toán tại chân cột ( lấy tổ hợp Ntt max )

∑Pi(xt) _ phản lực đầu cọc nằm trong phạm vi đáy lớn tháp xuyên thủng

Để được an toàn , phản lực đầu cọc được xem như chỉ do lực dọc gây ga không xét đến moment , lực ngan , trọng lượng bnar thân đài và đất nền trên đài và được tính với hệ số vượt tải n=0.9

∑Pi(xt)= ×0.9 = 5153.431.15 ×0.9 = 4033.12 KN Pxt = Ntt - ∑Pi(xt)= 4900 – 4033.12 = 866.88 KN

Pcx = αRRbt [(hc +bc+2 c 12 )h 0 ×h 0

c 1+(bc+ bc+2 c 22 )ho ×h 0c 2¿×2

Trong đó :

Um_ giá trị trung bình của chu vi đáy trên và đáy dưới tháp nén thủng hình thành khi bị nén thủng trong phạm vi chiều cao lam việc của tiết diện :

.bc= hc= 0.4

ho _ chiều cao lam việc của tiết diện ( lấy từ mặt trên của đài đến trọng tâm lớp dưới cốt thép của đài )

Rbt _ cường độ chịu nén của bê tông

As = ξ × Rb× b ×h0

Rs = 0.0254 ×145 ×3 20 ×1103500 = 37.04cm2

Chọn 15Φ18 rải với khoảng cách a = 150 mm ( As= 38.17 cm2) Kiểm tra hàm lượng:

 μmin< μ< μmax (thỏa)  μmin < μ <μmax (thỏa)

 Tính thép đặt theo phương y:

M = ∑Pili = P7.l7+P6.l6+P9.l5 = ( 577.84+568.812+577.84)×0,8 = 1379.5936KNm

Chọn 15Φ18 rải với khoảng cách a = 150 mm ( As= 38.17 cm2) Kiểm tra hàm lượng:

 μmin< μ< μmax (thỏa)

8/Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp :

Tiết diện cọc : 40 x 40 cm n = 1.15 hệ số vượt tải k = 1.5 hệ số động

γbt = 25KN/m2 trọng lượng riêng của bêtông A : diện tích ngang của cọc

qtt= A×n×k×γbt = 0.4×0.4×1.15×1.5×25= 6.9 KN/m

*Tính thép mốc cẩu :

Moment lớn nhất : M =max(Mmc;Mvc)= max (14.03 ; 28.19 ) = 28.19 KNm

+Tiết diện ngang của cọc h×b = 40×40 cm

 μmin < μ <μmax (thỏa)  φb4 – hệ số lấy bằng 1.5 đối với bê tông nặng

 φn – là hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc trục lấy = 0  Smax =1.5× 1× 9 ×40 × 37.52

21.35 = 35567.91 cm  Tính Stt1 =

Với : Mb = φb2(1+φf+φn)Rb×b×ho2

 φb2 = 2 đối với bêtông nặng

 Bỏ qua ảnh hưởng của cánh T => φf = 0

 Khoảng cách bố trí thép là Min ( Smax;Sstt1;Sstt2;Sct) = 9.71 cm Kiểm tra điều kiện chịu nén : Qmax ≤ 0.3×φw1×φb1×Rb×b×ho

Với φw1 = 1 + 5αμw ≤ 1.3