Đồ án nền móng

Đồ án nền móng có bản vẽ, câu hỏi đồ án, bản vẽ CAD.Đây là một học phần quan trọng trong quá trình học tập của ae.

PHẠM THANH TUYẾN

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

Nhóm 06

I Các tài liệu dùng để tính toán: (đề bài)

1 Nhiệm vụ được giao:

Thiết kế nền móng cho công trình có số liệu và đặc điểm cho bên dưới

Sử dụng giáo trình “Hướng dẫn đồ án nền móng” (Trường Đại học Kiến Trúc Hà (HDDAN&M) để làm làm tài liệu cơ bản trong quá trình tính toán

Nội)-2 Điều kiện địa chất công trình và thủy văn:

Lớp 1: Đất trồng trọt Chiều dày trung bình 1,2 m

Lớp 2: Đất sét pha Chiều dày trung bình 6,5 m

Lớp 3: Đất cát pha Chiều dày trung bình 5,0 m

Lớp 4: Đất sét pha Chiều dày trung bình 3,0 m

Lớp 5: Đất cát pha Chiều dày trung bình 1,1 m

Lớp 6: Đất cát pha Chiều dày trung bình 1,2 m

Lớp 7: Đất cát bụi Chiều dày trung bình 7,0 m

Lớp 8: Đất cát trung Chiều dày trung bình 30 m

Đánh giá địa chất công trình cho phương án địa chất sau:

γ w

(KN/m3)

Trọnglượngriênghạt γ h

(KN/m3)

ĐộẩmW(%)

Giớihạnchảy

(%)

Giớihạndẻo

(%)

Gócmasáttrong

φ II (0)

Lựcdính

c II

MôđunbiếndạngE(kPa)Trồng

PHẠM THANH TUYẾN

0

0

Đánh giá điều kiện địa chất công trình:

Đánh giá điều kiện địa chất, tiêu chuẩn xây dựng của các lớp đất nhằm mục đích lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng một cách hiệu quả nhất

- Lớp 1: Đất trồng trọt có chiều dày trung bình 1,2m không đủ khả năng chịu lực để

làm nền cho công trình, do vậy phải bóc qua lớp này để đặt móng vào lớp dưới có đủ khả năng chịu lực

- Lớp 2: Sét pha: Chiều dày trung bình 6,5 m

- Lớp 7: Cát bụi: Chiều dày trung bình 7 m

Modun biến dạng E=18000 KPa là đất nền rất tốt

- Lớp 8: Cát trung: Chiều dày trung bình 30 m

Modun biến dạng: E=31000 KPa là đất nền rất tốt

Hệ số rỗng:

3 Tải trọng công trình tác dụng lên móng

- Tải trọng công trình tác dụng lên móng đã cho trước theo tổ hợp cơ bản

Nhà khung BTCT có tường chèn nên tra bảng 3-5 “Hướng dẫn đồ án nền móng”

 Độ lún tuyệt đối giới hạn: S gh=0,08 m

 Độ lún lệch tương đối giới hạn: ∆ S gh=0,01

PHẠM THANH TUYẾN

II Các phương án thiết kế:

1 Phương án móng nông trên nền thiên nhiên:

m2=1: nhà khung không thuộc loại tuyệt đối cứng

K tc=1: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền lấy theo kết quả trực tiếp

+Tra bảng (2-2 GTDANM) cho lớp sét pha với φ0

Với :h1,h2: chiều dày mẫu đất có móng = h

γ1, γ2: Trọng lượng riêng tự nhiên Vậy: R tc

Vậy kích thước đáy móng chọn là: F=b x l=2,2x 3 = 6,6 (m¿¿ 2) ¿

*Kiểm tra điều kiện ổn định nền

Tải trọng tiêu chuẩn quy về trọng tâm đáy móng

b x l = 2,2 x 3 m

1.3 Kiểm tra kích thước đế móng theo điều kiện biến dạng(TTGH II):

Nội dung tính toán này nnhằm để khống chế biến dạng của nền, không cho biến dạng của nền lớn tới mức làm nứt nẻ, hư hỏng công trình bên trên hoặc làm cho công trình bên trên nghiêng lớn, không thỏa mãn điều kiện sử dụng và vấn đề tâm sinh lí của công trình

Ta tính toán theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố Chia nền dưới móng thành các lớp phân tố có chiều dày hi ¿ b

2,2

4 =¿ 0,55(m) và đảm bảo mỗi lớp chia là đồng nhất

- Ứng suất gây lún tại tâm diện tích đế móng:

σ z=0 gl = P tb tc - dn 2∗h2 = 123 – 8,53*0.3 = 120 (KN/m2)

- Ứng suất bản thân ở đế móng

δ z =0 bt =∑γ h=18,6 x 0,3=5,58(KN /m 2)

- Ứng suất bản thân ở độ sâu z : δ zi bt=∑γ i h I(KPa)

- Ứng suất gây lún tại độ sâu z : : δ zi gl=K 0 i δ z=0 gl

Trong đó : K0 : hệ số phân phối ứng suất dưới đáy móng (Bảng 2.6 GTNM)

- Do nền đất có chiều dày lớn và móng có kích thước không lớn b < 10 (m) nên ta dùng sơ

đồ nửa không gian biến dạng tuyến tính ( Có l/b = 3/2,2 1,4 )

Bảng 2: Ứng suất gây lún và ứng suất bản thân do tải trọng trực tiếp

γ σ z bt= 5,58+0.55x18,6 (*Hệ số tự nhiên của đất sét pha)

-Tại độ sâu 4,4 (m) (Điểm 8) kể từ đáy móng ta có:

σ z gl=17,4(KN m2 )≈ 0,2 σ bt z=18,19 (KN

m2 )

-Vậy ta lấy giới hạn nền đến độ sâu 4,4 (m) kể từ đáy móng

- Độ lún của nền được xác định theo công thức:

1.4.Tính toán độ bền và cấu tạo móng

- Dùng bê tông mac 200, R n=9000(KN m2 ), R k=750(KN m2 ),

Thép AII , Ra = 280.103 (KPa)

- Khi tính toán độ bền của móng ta dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bất lợi nhất Trọng lượng của móng và đất trên các mặt bậc móng không làm cho móng bị uốn và không gây ra đâm thủng móng nên không cần tính đến

1.4.1.Tính chiều cao móng theo cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn

6.e

l ) ; với e = 0,18m ( Đã tính ở trên )

- Chiều cao làm việc của móng xác định theo công thức:

Ta xét trường hợp móng làm việc ở trạng thái nguy hiểm nhất, do đó:

h0≥ L√ P tt o b tt

0,4.b tr R n

⇒ h0≥ 1,3√0,4 x 0,4 x 9000 138 x 3 =0,697(m)

=> lấy chiều cao của hm=0,75 m

-Chiều cao làm việc của móng: : h0 = hm – abv = 0,75 - 0,05= 0,7 (m)

-Vì chiều cao làm việc của móng nhỏ mà diện tích đế móng khá lớn nên ta chọn giải phápdùng móng vát Chiều cao mép ngoài cùng của móng bằng 20cm

1.4.2.Kiểm tra chiều cao làm việc của móng theo điều kiện đâm thủng.

-Điều kiện chống chọc thủng: Nxt  Ncxt = 0,75.Rk.Sxqtx = 0,75.Rk.h0.btb

Trong đó:

0,75 – Hệ số thực nghiệm

Rk – Cường độ chịu kéo của bê tông móng

Ssqtx – diện tích xung quanh tháp xuyên được chọn gần đúng bằng diện tích xung quanh của khối lập phương cạnh bc+h0 và dày h0

-Vẽ tháp đâm chủng ta có diện gạch chéo ngoài đáy tháp đâm chủng ở phía có áp lực

PHẠM THANH TUYẾN

- Dùng móng vát , chiều cao mép ngoài cùng là 300 (mm)

- Quan niệm cánh móng như những dầm công sôn ngàm vào các tiết diện qua chân cột Cốt thép dùng cho móng chịu mô men do áp lực phản lực của đất nền gây ra

- Momen tương ứng mặt ngàm I-I :

Chiều dài mỗi thanh thép : l = 3 – 2 x 0,05 =2,9(m)

-Momen tương ứng mặt ngàm II-II:

Theo phương tương ứng với mặt ngàm II-II móng chịu tải trung tâm nên ta tính theo côngthức:

PHẠM THANH TUYẾN

Chiều dài mỗi thanh thép: : l = 2,2 – 2x0,05 =2,1 (m)

PHẠM THANH TUYẾN

1.5.Bố trí thép cho móng:

PHẠM THANH TUYẾN

MÓNG NÔNG M1

TỈ LỆ1/30

2.Phươn

móng Cọc: 2.1.Tải trọng tác dụng lên móng:

Tải trongtiêu

chuẩn ởđỉnhmóng:

M0tc = M0

tt

n =

21,6 1,15 = 18,78Tm =187,8 KNm

Qtc = Q

tt

n =

14,4 1,15 = 12,52 T=125,2 KN

Không có mực nước ngầm xuất hiện trong phạm vi khảo sát

 Chọn giải pháp móng cọc đài thấp

 Dự tính chiều sâu chôn đài là 2m

Phương án: dùng cọc BTCT 40x40cm, đài đặt vào lớp 2,mũi cọc hạ sâu xuống lớp7

2.3 Phương án thi công vầ vật liệu móng cọc

2.3.1 Đài cọc

 Bê tông M250 có R n=11500KN/m2, R K= 900KN/m2

 Cốt thép: thép chịu lực trong đài là thép loại AII có R a=280 MPa=28 10 4KN/

m2

 Lớp lót đài: bê tông M100 dày 10cm

 Đài liên kết ngàm với cột và cọc Thép của cọc neo trong đài ≥ 20d (chọn40cm) và đầu cọc trong đài 40cm

2.3.2 Cọc đúc sẵn

 Bê tông: M400, R n=17000KN/m2

 Cốt thép: thép chịu lực AII, đai AI

 Cọc được hạ xuống bằng búa diezel ……

 Khi nối hai cọc với nhau ta dùng phương pháp hàn hai đầu cọc lại với nhaubằng các thép tấm

2.4 Xác định sức chịu tải của cọc đơn:

 Thép AII có R a=28.104KN/m2

 Bê tông: M400, R n=17000KN/m2

 Sức chịu tải của cọc xác định theo công thức:

PHẠM THANH TUYẾN

P vl=k m.(R n F c+R a F a)

Trong đó: k.m: hệ số điều kiện làm việc của vật liệu, được lấy = 0.7

R n: cường độ chịu nén của bê tông

R a: cường độ chịu nén hay kéo cho phép của thép

2.5.Xác định sức chịu tải của cọc đơn:

a.Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của của đất nền ( phương pháp thốngkê)

Với chiều dài cọc thiết kế dự tính là 22,4m trừ đoạn đập đầu cọc và ngàm trong đài chọn là0,4m => Chiều dài cọc còn lại là 22m

Cọc ma sát khi chịu tải trọng thì một phần tải trọng được truyền xuống đất thông qua mũicọc và phần còn lại được truyền vào đất nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất baoquanh

Sức chịu tải của cọc theo phương pháp thống kế xác định theo công thức:

Q tc m q A R .p p u.m f l fi .si i

Trong đó : Trong đó:

m R , m f: hệ số điều kiện làm việc của đất (tra bảng 3.3 giáo trình)

u: chu vi tiết diện ngang cọc u=0,4.4=1,6 (m)

l i: chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc

f si: lực ma sát đơn vị của mỗi lớp đất mà cọc đi qua, phụ thuộc vào trạng thái

và chiều sâu trung bình của mỗi lớp đất

PHẠM THANH TUYẾN

Chia dất thành các lớp đồng nhất có chiều dày ≤2(m), ở đây zi và H tính từ cốtthiên nhiên vì lớp đất lấp <3(m)

+Khoảng cách giữa các tim cọc L≥3d =>L≥1200+Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài phải thỏa mãn điều kiện

> 0 nên không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ

 Cọc đảm bảo điều kiện bền

2.6.2.Kiểm tra nền móng theo điều kiện biến dạng:

Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền móng quy ước có mặt cắt là abcd+Tổng tải tiêu chuẩn:

N0tc = N0

tt

n =

360 1,15 =313,04 T =3130,4KN

M0tc = M0

tt

n =

21,6 1,15 = 187,83Tm =1878,3 KNm

Qtc = Q

tt

n =

14,4 1,15 = 12,522 T=125,22 KN

+B=1,6(m):Khoảng cách giữa 2 mép cọc biên theo phương cạnh ngắn

+H=22(m): Khoảng cách từ đế đài đến mũi cọc

-Chiều dài của đáy khối móng quy ước

Lqu = L + 2.Htg =1,6+2.22.tg4,67=5,19(m)

Trong đó:

L=1,6(m):khoảng cách giữa 2 mép cọc theo phương cạnh dài

-Chiều cao khối móng quy ước:

L: ciều dài cọc tính từ đáy đài tới mũi cọc

α : góc mở rộng so với trục thẳng đứng, kể từ mép ngoài của hàng cọc ngoàicùng

- Trọng lượng trung bình của đài và đất trên đài:(Chiều dài rộng đài, chiều cao từ đáy đài->MDTN, chiều dài cọc)

-Trọng lượng của khối quy ước

+Trong phạm vi từ đế đài trở lên

PHẠM THANH TUYẾN

SƠ ĐỒ TÍNH LÚN CỦA NỀN MÓNG CỌC MA SÁT

2.6.3.Kiểm tra độ lún của nền dưới đáy khối quy ước:

Tính toán theo phương pháp cộng lún các lớp nhân tố, chia nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp nhân tố có chiều dày h i=B qu

σ z=6,5 gl = 30,34kPa ≈ 0,2 σ bt z=6,5 =0,2 141,3=28,26 kPa.

Ta lấy giới hạn nền đến độ sâu 6,5 (m) kể từ đáy khối móng quy ước

-Độ lún của nền được xác định theo công thức

oi = 0,8: hệ số phụ thuộc hệ số nở hông μ của đất được lấy theo quy phạm

δzi gl : ứng suất gây lún ở chính giữa phân tố thứ i

E : Mô đun biến dạng

PHẠM THANH TUYẾN

Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại khối đáy quy ước

2.7.Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc:

2.7.1.Kiểm tra chiều cao làm việc của đài theo điều kiện đâm thủng:

PHẠM THANH TUYẾN

l c+2 h 0đ=0,6+2 1,1=2,8 m

- Sơ đồ làm việc đài cọc như sau

Như vậy không có cọc nào nằm ngoài phạm vi đáy tháp xuyên nên chiều cao đài chọn vậy là hợp lý

2.7.2.Tính toán cốt thép cho đài :

- Dùng bê tông M250 có R n=11500 KN /m2

- Thép AII có R a=28.104KN /m2

- Diện tích cốt thép chịu mômen MII-II

PHẠM THANH TUYẾN

2.7.3.Bố thép cho móng:

7

a

PHẠM THANH TUYẾN

2.8.Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công

*Để phù hợp cho việc vận chuyển thì quy ước cọc có L=11, khi thi công sẽ chồng lên

- Khi vận chuyển cọc: tải trọng phân bố q = n.γ.F

PHẠM THANH TUYẾN

Hình 12: Biểu đồ momen khi cẩu lắp

M 2 ,max=0,043 ×q × L 2 =0,043 ×6 × 11 2 =31,218KNm

Ta thấy M1<M2 nên ta dùng M2 để tính toán

+ Lấy lớp bảo vệ của cọc là a = 3 cm  chiều cao làm việc của cốt thép h0 = 40 – 3 = 37 cm

Cốt thép chịu momen uốn của cọc là 4∅ 18 (1018 mm2)

=>Cọc đủ khả năng chịu tải khi vận chuyển, cẩu lắp

- Tính toán cốt thép làm móc cẩu:

+ Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc: F k=q × L

PHẠM THANH TUYẾN