Chng 11: Đánh giá đặc điểm công trình Công trình ký túc xá tr-ờng CĐXD Tuy Hoà công trình đ-ợc xây dựng diện tích t-ơng đối rộng rÃi phẳng nằm khuôn viên tr-ờng CĐXD Tuy Hoà Công trình khối nhà cao tầng có mái lợp tôn chống nóng Cụ thể víi diƯn tÝch sư dơng S 570( m ) gồm: Công trình nhà tầng gồm có: Một phòng khu vệ sinh khép kín Chiều cao tầng 3,9 m, tầng lại 3,6 m điểm cao công trình 21,75 m Công trình có mặt giống tầng, nằm chung hệ kết cấu khung bê tông cốt thép chịu lực Chiều rộng công trình 11,1 m, chiều dài 50,65 m Mặt tầng có hai sảnh Các phòng học đ-ợc bố trí dọc hành lang Hành lang chạy dọc theo chiều dài nhà bao quanh phần diện tích thông tầng từ tầng lên tầng Nền công trình đ-ợc tôn cao +0,45m so với cốt thiên nhiên Sử dụng giáo trình h-ớng dẫn đồ án "Nền móng" tr-ờng Đại học Kiến Trúc Hà Nội để có số liệu cụ thể đ-a vào tính toán đồ án Công trình nhà tầng khung BTCT có t-ờng chèn, Theo bảng 16 TCXD 45-78 (bảng 3-5 sách H-ớng dẫn đồ án móng) nhà khung BTCT có t-ờng chèn thì: - Độ lún tuyệt đối giới hạn Sgh = 0,08 m - Độ lún lệch t-ơng đối ghới hạn Sgh = 0,001 II Tải trọng tính toán đỉnh móng: 1.Tải trọng tính toán cột trục C truyền xuống: - Căn vào kết chạy máy bảng tổ hợp nội lực ta chọn cặp nội lực bất lợi nh- sau: tt M = 23,8 TÊn.m N tt = 132,25 TÊn Q tt = 8,02 TÊn - Khi tÝnh toán ta cần tính thêm tải trọng giằng móng, cột t-ờng truyền vào móng + Trọng l-ợng dầm giằng móng (dọc ngang), truyền vào đỉnh móng cột C Ngtt = (4,2+ 4,65) x 0,25 x 0,45 x 2,5 x 1,1 = 2,74 (T) + Träng l-ỵng t-êng gạch xây dày 110 cao 3,6 m dọc nhà lớp vữa trát dày1,5cm Nttt = (0,11.3,6.1,8.1,1 + 2.0,015.3,6.1,6.1,3).4,2 = 4,23 (T) + Trọng l-ợng t-ờng gạch xây dày 110 cao 3,25 ngang nhà lớp vữa trát dày 1,5cm Nttt = (0,11.3,25.1,8.1,1 + 2.0,015.3,25.1,6.1,3).3,3 = 3,005 (T) + Träng l-ợng thân cột trục C tiết diện 25x60cm, hc= 3,25 cã : Nctt= 0,25.0,6.3,25.2,5.1,1 = 1,34 (T) P = 1,34 + 3,055 + 4,23+2,47= 13,47 (T) VËy t¶i träng tính toán tác dụng xuống móng là: N tt = 132,25 + 13,47 = 145,72 (T) T¶i träng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng là: N0tc = 145,72 121,43(T ) 1,2 M tc = 23,8 19,83 1,2 Q tc = 8,02 6,68 1,2 = 1214,3 (kN) (T.m) = 198,3 (kN.m) (T) = 66,8 (kN) 2.Tải trọng tính toán cột trục B truyền xuống: *Nội lực tính toán vị trí cột trôc (B) NCtt = 114,62 (T) MCtt = 23,76 (T.m) QCtt = 8,11 (T) - Do trình chất tải khung ch-a kể đến tải trọng cột, dầm giằng móng, t-ờng nên ta phải kể thêm tải * Tải trọng để tính toán cột trục B : + Trọng l-ợng giằng móng tiết diện bxh=250x450 (trụcB trục 6), trun vµo : Ngtt = (4,2+ 1,8/2 + 6,6/2) x 0,25 x 0,45 x 2,5 x 1,1 = 2,598(T) + Trọng l-ợng t-ờng gạch xây dày 220 cao 3,6 m từ trục đến trục lớp vữa trát dày1,5 cm Nttt = (0,22.3,6.1,8.1,1 + 2.0,015.3,6.1,6.1,3).4,2 = 7,529(T) + Trọng l-ợng t-ờng gạch xây dày 110 cao 3,25 m từ trục B đến trục C lớp vữa trát dày1,5 cm Nttt = (0,11.3,25.1,8.1,1 + 2.0,015.3,25.1,6.1,3).6,6/2 = 3,005 (T) + Trọng l-ợng thân cột trục B-6 tiết diÖn 25x60 cm, hc= 3,25 m cã : Nctt= 0,25.0,6.3,25.2,5.1,1 = 1,34 (T) P = 2,598 + 7,529+ 3,005 + 1,34 = 14,472 (T) + Vậy nội lực vị trÝ ch©n cét (B) NBtt = (114,62 + 14,472 ) = 129,092 (T) = 1290,92 (kN) MBtt = 23,76(T.m) = 237,6 (kN.m) QBtt = 8,11 (T) = 81,1 (kN) Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng là: NBtc = 1290 ,92 1075 ,76 ( kN ) 1, M tc = B Q tc = B 237 , 198 ( kN m ) 1, 81,1 67 ,583 ( kN ) 1, III Điều kiện địa chất công trình: Địa tầng: Theo kết khảo sát (bằng ph-ơng pháp khoan thăm dò ) đất gồm lớp đất khác Do độ dốc lớp nhỏ, chiều dày đồng nên cách gần xem đất điểm công trình có chiều dày cấu tạo nh- mặt cắt địa chất điển hình (Xem hình vẽ) Lớp : Đất trồng trọt dày trung bình 0,5 (m) Lớp : Cát pha dày trung bình 5,5 (m) Lớp : Sét pha dày 10 (m) Mực n-ớc ngầm độ sâu -4,45 m -0,45 đất trồng trọt -4,45 cát pha -6,45 mnn -0,95 sét pha Bảng tiêu lí lớp đất Chiều Tên dầy w W h TT 3 líp ®Êt (m) KN/m KN/m % WL Wp CII II0 kpa % % E kpa §Êt trång trät 0,5 17 - - - - - C¸t pha 5,5 19,5 26,8 23 27 21 22 21 14000 SÐt pha 10 18,5 26,8 30 36 22 16 10 10000 - - Đánh giá tính chất xây dựng lớp đất nền: - Lớp đất 1: Lớp trồng trọt: Phân bố toàn khu vực khảo sát Lớp có bề dày 0,5 m; thành phần cấu tạo lớp gồm đất trồng trọt, xác hữu lẫn than bùn Là lớp đất yếu phức tạp, độ nén chặt ch-a ổn định - Lớp đất 2: Lớp cát pha, có chiều dày (m) - Độ sệt: - Hệ số rỗng: IL = 23 21 = 27 21 0,33 < IL = 0,33 < đất trạng thái dẻo (1 W ) e= h -1 = 26,8 (1 0,01 23) -1 = 0,69 - Tû träng: W WP = WL WP = h n = 19,5 26,8 10 = 2,68 - Trọng l-ợng riêng đẩy nổi: đn = ( 1) n 1 e = (2,68 1) 10 0,69 = 9.94 kN/m3 - Môđun biến dạng tổng quát: E = 14 MPa > 10MPa TÝnh lón nhá - Gãc ma s¸t trong: II = 220 *Kết luận: Lớp cát pha trạng thái dẻo có khả chịu tải tốt, tính xây dựng tốt Chọn lớp đất lớp đặt móng công trình - Lớp ®Êt 3: Líp sÐt pha, cã chiỊu dµy 10 m - Độ sệt: dẻo mềm - Hệ số rỗng: IL = 0,5 IL = 0,571 0,75 ®Êt trạng thái e= 5MPaTính mén trung bình II = 160 - Góc ma sát trong: *Kết luận: Lớp sét pha dẻo mềm đất trạng thái không tốt IV Lựa chọn giải pháp móng: Loại móng: Căn vào đặc điểm công trình, tải trọng tác dụng ( phần d-ới cột ) , điều kiện địa chất đà phân tích ta xét thấy: Công trình ký túc xá tầng có kết cấu chịu lực hệ khung bê tông cốt thép kết hợp với sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối Tải trọng nhà truyền xuống móng không lớn Qua đánh giá tính chất lớp đất d-ới công trình ta thấy chủ yếu lớp đất tốt trung bình, có lớp đất cát pha dẻo có khả chịu lực t-ơng đối tốt Có chiều dày 5,5(m) lớp đất thuận lợi cho đặt móng công trình, xét hiệu kinh tế ta chọn ph-ơng án Móng nông thiên nhiên cho móng công trình Dùng lớp lót móng bê tông đá 4x6 mác 100 cách đất bảo vệ cho móng Giải pháp mặt móng: Vì khung có nhịp 4,2 m, b-ớc cột 2,7 (m), nên ta chọn mặt móng móng đơn cho tất móng trục C Sử dụng móng đơn cho trục A & B cột có nội lực chênh lƯc kh¸ lín KÝch th-íc mãng theo tÝnh to¸n C¸c móng đ-ợc liên kết với hệ giằng có kích th-ớc tiết diện (25 45) cm Móng đặt lên lớp bê tông lót 100 dày 10 cm Chiều sâu đế móng cốt -2,1(m) kể từ cốt 0.000 Móng chịu tải trọng lệch tâm, chọn tiết diện móng hình chữ nhật IV Thiết kế móng d-ới cột trục C6 (Móng M1): Xác định sơ kích th-ớc đế móng : Theo vẽ kiến trúc cốt 0.00 mặt nền, tôn 0,45m nên cốt mặt đất tự nhiên - 0,45m Lớp trồng trọt dày 0,5 m không chịu lực Đáy móng cao trình 1,65(m) so với cốt tự nhiên tức 2,1(m) so với cốt 0.0 Chọn chiều sâu chôn móng là- 2,1(m) lớp đất cát pha dẻo có chiều dày 5,5m - Giả thiết bề rộng móng b = 1,6 m a Xác định c-ờng độ tính toán cđa nỊn c¸t pha R m m A.b.γ B.h.γ ' D.c II II II K tc + Trong ®ã: Ktc: Hệ số tin cậy Ktc = 1(vì tiêu lý lớp đất lấy theo kết thí nghiệm trực tiếp đất) - Tra bảng 3-1 có m1=1,2 (vì đáy móng đặt lớp cát pha có IL = 0,33 0,5) m2=1 (vì nhà khung không thuộc loại tuyệt đối cứng) - II : Góc ma sát lớp đất dặt đáy móng, tra bảng - (sách h-ớng dẫn đồ án vµ mãng) víi II = 220 cã: A = 0,61, B = 3,44, D = 6,01 - II : Träng l-ợng riêng lớp đất đáy móng II = 19,5 kN/m3 - CII: Lực dính đơn vị lớp đất đặt móng CII= 21 kPa - II: Trọng l-ợng riêng lớp đất từ đáy móng trở lên Với ®Êt t«n nỊn lÊy 16 kN/m3 γ' R γ h γ h 2 17.0,5 19,5.1,15 18,74(kN / m ) 11 II h h 0,5 1,15 1,2.1 0,61.1,6.19,5 3,44.1,65.18,74 6,01.21 301,932( kPa) b DiƯn tÝch s¬ bé cđa ®Õ mãng No tc F sb R γ h lÊy tb = 20 kN/m tb 1214,3 4,51 m F sb 301,932 20.1,65 - Vì móng chịu tải lệch tâm ta tăng diện tích lên 1,2 lần: Ftt = 1,2 x 4,51 = 5,412 (m2) Chän l/b = 1,2 b = 5,412 = 2,12 (m) chän b = 2,1(m) 1,2 Víi b = 2,1 (m) l =2,1x1,2 = 2,52 m chän l = 2,6m Fchän = 2,1 x 2,6 = 5,46 m2 c Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chn ë ®Õ mãng - Chän chiỊu cao mãng hm = 0,7 m - áp lực tiêu chuẩn d-ới đáy móng đ-ợc tính theo công thức: N tc tc o 1 6.e γ h p max l.b l tb Trong ®ã: + h = 2,1 (m) tc tc M tc M Q h m 198,3 66,8.0,7 0,2(m) + e = tc tc N0 1214,3 N0 tc p max 1214,3 6.0,2 1 20.2,1 358,045 (kPa) 2,6.2,1 2,6 tc p 1214,3 6.0,2 1 20.2,1 152,753 (kPa) 2,6.2,1 2,6 tc tc p max p 358,045 152,753 255,399 (kPa) p 2 tc tb -C-ờng độ tính toán lớp cát pha trạng thái dẻo ứng với bề rộng đế móng b=2,1(m) R 1,2.1 0,61.2,1.19,5 3,44.1,65.18,74 6,01.21 309,069( kPa) 1,2.R = 1,2 x 309,069 = 370,88 (kPa) + Kiểm tra điều kiện áp lực theo công thức ptcmax = 358,045 (kPa) < 1,2R = 370,88 (kPa) ptctb = 255,399 (kPa) < R = 309,069 (kPa) -NhËn xÐt: Ta 1,2 R p 1,2R tc max thÊy 370,88 358,045 100 3,4 0 0 (thoả mÃn) 370,88 *Kết luận:Vậy thoả mÃn điều kiện áp lực,chọn kích th-ớc đế móng lxb =2,6x2,1 m mặt móng m1 d Kiểm tra điều kiện biến dạng - ứng suất gây lún đế móng glz=0 = ptctb- glz=1,65 = 255,399– 17x 0,5 – 19,5 x 1,15 = 224,474 (kPa) - ứng suất thân đáy móng: n btz=0 = i hi = 17 x 0,5 + 19,5 x 1,15 = 30,925 (kPa) - ứng suất gây lún điểm nằm trục đứng qua trọng tâm diện tích đáy móng xác định theo công thức: glz = K0i glz=0 + K0i: HƯ sè phơ thc tØ sè l/b 2z/b (tra bảng 3.7-sách h-ớng dẫn đồ án Nền Móng ) - ứng suất thân xác định theo c«ng thøc: bt bt z z z 0 i - Chia nỊn ®Êt d-íi đế móng thành lớp phân tố có chiều dày: hi b/4 = 2,1/4 = 0,525 m bảo đảm lớp chia phải đồng - ta chia thành lớp có hi = 0,435 (m) bảng tính ứng suất gây lún ứng suất thân Điể zbt glzi Ko Z l/b 2z/b 0,2bt m KPa Kpa 0 1.2 0.00 1.000 30.925 224.474 6.185 0.435 1.2 0.414 0.963 39.407 216.168 7.881 0.87 1.2 0.828 0.817 47.89 183.395 9.578 1.305 1.2 1.242 0.604 56.372 135.582 11.274 1.74 1.2 1.657 0.479 64.855 107.523 12.971 2.175 1.2 2.071 0.363 73.337 81.484 14.667 2.61 1.2 2.485 0.281 79.334 63.077 15.867 3.045 1.2 2.9 0.22 83.658 49.384 16.731 3.48 1.2 3.314 0.177 87.982 39.731 17.596 3.915 1.2 3.728 0.144 92.306 32.324 18.461 10 4.35 1.2 4.142 0.12 96.63 26.963 19.326 11 4.785 1.2 4.557 0.101 100.51 22.671 20.102 12 5.22 1.2 4.971 0.086 104.39 19.304 20.87 - Tại điểm 12 có độ sâu Ha = 5,22 m kể từ ®¸y mãng ta cã : glz= 19,304 (kPa) 0.2.btz = 20,87 (kPa) Vậy lấy giới hạn tầng chịu nén Ha = 5,22 (m) - TÝnh lón theo c«ng thøc: n β 0i σ gl zi h i σ gl zi h i S 0.8. E 0i E 0i 1 Ta cã: n 0,8 0,435 224,474 ( 216,168 183,395 135,582 107,523 81,484 14000 26,963 0,8 0,435 26,963 ) ( 63,077 49,384 39,731 32,324 22,671 10000 19,304 ) 0,0273 (m) S1 - §é lón cđa mãng S = 2,73 cm < Sgh = cm Tho¶ m·n ®iỊu kiƯn vỊ ®é lón tut ®èi ®Êt trång trät cát pha dẻo bt zi gl zi mnn mnn dv : kPa dv : kPa gl zi bt zi giới hạn sét pha dẻo mềm biểu đồ ứng suất thân ứng suất gây lón ... 224.474 6.1 85 0.4 35 1.2 0.414 0.963 39.407 216.168 7.881 0.87 1.2 0.828 0.817 47.89 183.3 95 9 .57 8 1.3 05 1.2 1.242 0.604 56 .372 1 35. 582 11. 274 1.74 1.2 1. 657 0.479 64. 855 107 .52 3 12.971 2.1 75 1.2 2.071... 2.0,0 15. 3,6.1,6.1,3).4,2 = 7 ,52 9(T) + Trọng l-ợng t-ờng gạch xây dày 110 cao 3, 25 m tõ trơc B ®Õn trơc C lớp vữa trát dày1 ,5 cm Nttt = (0 ,11. 3, 25. 1,8.1,1 + 2.0,0 15. 3, 25. 1,6.1,3).6,6/2 = 3,0 05 (T)... (0 ,11. 3,6.1,8.1,1 + 2.0,0 15. 3,6.1,6.1,3).4,2 = 4,23 (T) + Trọng l-ợng t-ờng gạch xây dày 110 cao 3, 25 ngang nhà lớp vữa trát dày 1,5cm Nttt = (0 ,11. 3, 25. 1,8.1,1 + 2.0,0 15. 3, 25. 1,6.1,3).3,3 = 3,0 05 (T) + Trọng