ĐỒ Á N NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH

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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH

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

Em xin chân thành cảm ơn cô Trần Thị Phương đã tận tình truyền đạt tất cả kiến thức cho chúng em trong suốt thời gian học vừa qua Cô vẫn luôn nhiệt huyết , 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 thực hiện tốt việc nghiên cứu Đồ án nền móng công trình Sự góp ý và chỉ dẫn của các anh chị đã giúp em hiểu thêm về vấn đề, từ đó giúp việc nghiên cứu đạt hiệu quả tốt nhất

Do giới hạn kiến thức và khả năng lý luận của bản thân em còn nhiều thiếu xót và hạn chế, kính mong sự chỉ dẫn và đóng góp của cô để bài Đồ án nền móng 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

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH (Học kỳ 1 – năm học 2021-2022)

I.SỐ LIỆU:

-Bê tông móng đá 1x2 cấp độ bền B20 hoặc B25

-Chủng loại thép Nhóm CB240-T,CB300-V,CB400-V

-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 TRÌNH Lớp 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

- 28 0 0.026

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:

M tc=M tt

n =

65 1,15=56,5 KNm=5,65T

H tc=H tt

n =

30 1,15=26 KN =2,6 T

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= 0,5m

Móng nằm trong lớp thứ nhất và không nằm trong MNN do MNN nằm ở độ sâu -3m

Từ lớp đất 1 ta có được những số liệu sau:

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 : P tc < R tc

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 móng băng:

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

Chọn sơ bộ kích thước móng b=2m, Df = 2m, l = 19m ( khoảng cách giữa 1A và1E 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 vớitải 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

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) ( KN/m2)

Ab : Diện tích tiết diện ngang của bêtông trong cọc ( đã trừ diện tích cốt thép ) (m2)

Rsc : Cường độ chịu nén của cốt thép (kN/m2)

Hệ số uốn dọc , phụ thuộc hệ số mảnh :

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

-Khi cọc chịu tải công trình:

L2 = Le = bh×L∝bh×L( L2 =le : chiều dài tính đổi )

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

2-4 3 2 0,57 0,9 1,37 2,446 4-6 5 2 0,57 0,9 1,91 3,438

1 6-8 7 2 0,57 0,9 2,06 3,708

8-10 9 2 0,57 0,9 2,125 3,825 10-12 11 2 0,57 0,9 2,16 3,888 12-14 13 2 0,57 0,9 2,185 3,933 14-16 15 2 0,11 0,9 7,2 12,96

2 16-18 17 2 0,11 0,9 7,48 13,46

18-20 19 2 0,11 0,9 7,76 13,97 20-20,4 20,2 0,4 0,11 0,9 7,93 2,86 Tổng: 1,84 0,386 0,9 4,21 64,488

3/ Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ:

*Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên:

Qs = u.∑fsi×liTrong đó:

 U: chu vi tiết diện cọc

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

 Fsi : áp lực ma sát quanh thân cọc :

Fsi = k×σ’vi×tgφi + ciTrong đó :

K: hệ số áp lực ngang

K = 1 – sinφ

 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

Lớp

đất

Độ sâu (m)

Độ sâu giữa lớp

Qp= qp × Ap (KN)Trong đó :

 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

σvi’=γi.z= 1.853×3 + 0.88×12 + 1.002× 5,4= 20,6788

- φ = 19o => Ny = 4,29

Nq = 5,8

Nc = 13,9.=> qp = 0.4×1.002×0.3×4.29 + 20,6788×5,8 + 1.3×3.6×13,9 = 185,504T/m2Vậy sức chịu tải của mũi cọc là:

Qp = qp × Ap = 185,504 ×0.16 =29,7T = 297 KN Sức chịu tải cực hạn :

Qu = Qs + Qp = 1630,53 + 297 = 1927,53 KN Sức chịu tải cho phép :

 Ap tiết diện ngang của cọc (m2)

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

qp = (σv’×Nq + c×Nc+ɣ’×d×N ɣ)× ApTrong đó :

sức chịu tải thiết kế của cọc

Qatk = min( QaVL,Qa, Qs , Qa1 , Qa2 , Qa,spt ) = (2445.61 , 1653,99 , 1630,53 ,

919,931 , 1378,081 , 2053.44 ) = 919,931

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

1/ Số lượng cọc trong đài :

n c=∑ N tt

Q a tk × β=

4750 919,931×1.5=7.745

Trong đó :

 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 đấtnền trên đài , tùy theo giá trị moment và lực mà chọn giá trị β hợp

lý thường β = 1.2 – 1.5 ( trường hợp này ta chọn 1.5 )

 nc là số lượng cọc sơ bộ cần được kiểm tra

2/ Bố trí cọc trong đài

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

Rbt _ cường độ chịu nén của bê tông

As = ξ × R b × b ×h0

R s = 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