Đồ án môn học: Cơ học đất - Nền móng ppt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG Giáo viên hướng dẫn : NHỮ VIỆT HÀ Sinh viên : NGUYỄN THỊ TUYẾT MAI Lớp : xây dựng CTN&Mỏ k53 CẨM PHẢ, THÁNG 10 NĂM 2010 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai Mục Lục 2 Mục Lục 2 MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG I : THIẾT KẾ MÓNG 5 Tính bê tông và cốy thép: 8 CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU 13 CHƯƠNG III : TÍNH TẢI TRỌNG GIỚI HẠN 22 CHƯƠNG IV : TÍNH ĐỘ LÚN CUỐI CÙNG 25 I. tính ứng suất tại tâm và hai mép móng: 25 Ứng suất tại tâm móng : 25 Ứng suất tại mép C: 27 a.Do tải trọng thẳng đứng gây ra: 27 Ứng suất tại mép B : 27 KẾT LUẬN 31 Tài liệu tham khảo 31 2 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai MỞ ĐẦU Cơ học đất, nền và móng công trình là hai môn học không thể thiếu đối với sinh viên khoa công trình các trường đại học kỹ thuật.Hiểu biết sâu sắc về đất nền,về các quá trình cơ học xảy ra trong nền dưới tác dụng của tải trọng ngoài để từ đó thiết kế giải pháp nền móng hợp lý là yêu cầu bắt buộc đối với các kỹ sư xây dựng.các kỹ sư địa chất công trình – địa kỹ thuật. Trong chương trình đào tạo của trường Đại học Mỏ- Địa chất đối với sinh viên ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ, ngoài việc học trên lớp giáo trình Nền và Móng còn có đồ án môn học,nó giúp cho mỗi sinh viên : • Củng cố các kiến thức đã học và vận dụng nó vào các công việc cụ thể. • Biết các bước thực hiện việc thiết kế và kiểm tra móng. • Làm cơ sở giúp cho sinh viên hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp sau này. Với mục đích như vậy thầy giáo đã giao cho mỗi sinh viên một đề tài với những yêu cầu và nhiệm vụ khác nhau. Sau một thời gian làm việc nghiêm túc với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nhữ Việt Hà, tôi đã hoàn thành đồ án môn học với nội dung sau : • Mở đầu • Đề bài • Chương I : thiết kế móng • Chương II : kiểm tra ổn định trượt sâu • Chương III : xác định tải trọng giới hạn • Chương IV : tính độ lún cuối cùng • Kết luận. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế và thiếu kinh nghiệm thực tế nên trong đồ án còn nhiều sai sót. Rất mong được sự nhận sét, đánh giá và góp ý của thầy. 3 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai Đề bài : Cho một mố cầu có kích thước 5x7m, chịu tác dụng của tải trọng đúng tâm nghiêng với phương thẳng đứng một góc δ = 5ˆ và tải trọng ngang H. Mố cầu đặt trên nền đất gồm 2 lớp : • Lớp 1 : sét pha dẻo cứng dày 6m • Lớp 2 : sét cứng dày vô tận. Tải trọng P = 950 T H = 40 T Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 và lớp 2 được cho theo bảng sau : Lớp sét pha dẻo cứng Lớp sét cứng k.lg thể tích TN Hệ số rỗng Hệ số nén lún Góc ma sát Lực dính kết k.lg thể tích TN Hệ số rỗng Hệ số nén lún Góc ma sát Lực dính kết w γ (T/m 3 ) 0 ε a 2-1 cm 2 /kg ϕ (độ) C Kg/cm 2 w γ (T/m 3 ) 0 ε a 2-1 cm 2 /kg ϕ (độ) C Kg/cm 2 1,90 0,700 0,021 18 0,29 2,02 0,604 0,017 18 0,50 5m δ H P 1m 6m Sét pha dẻo cứng Sét cứng 4 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai CHƯƠNG I : THIẾT KẾ MÓNG Căn cứ vào chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất phía dưới và điều kiện làm việc của công trình, các điều kiện về kinh tế kỹ thuật nên tôi quyết định chọn loại móng đơn cứng hữu hạn. Ta đặt móng trong lớp sét cứng.Chiều rộng của móng được tính sơ bộ theo phương trình bậc 3 sau : 0=K-b.K+b 2 2 1 3 Trong đó w m 3 w 2 11 γ h.βγ .M- γ C.M +h.M=K w tc 32 γ P .M=K Với 321 M,M,M được xác định bằng cách tra bảng theo góc nội ma sát φ. -Lớp sét cứng có φ = 18ˆ tra bảng ta có : 32,2=M 31,12=M 32,6=M 3 2 1 -Chọn chiều sâu chôn móng h = 6m 2,2=βγ m T38,946=5cos.P=P otc Ta có : 23,53= 2,02 2,2.6 2,32 02,2 5.31,12 +6.32,6=K 1 1087= 02,2 38,946 .32,2=K 2 Thay vào phương trình bậc 3 ta được b = 4,3 < c b ⇒ cần chọn lại b. Do móng là móng đơn cứng hữu hạn nên : 2≤αtg≤1 tk 2≤ 2.h b-b ≤1⇔ m c 5 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai mcmc h.2.2+b≤b≤h.2+b⇔ Chọn m h = 2m 13≤b≤9⇔ Chọn b = 10m 2=αtg gh 13=2.2.2+5=αtg.h.2+b=b ghmcgh gh b<b⇒ (thoả mãn ) Khi thiết kế móng đơn dưới cột ta cần chú ý : m14=b.4,1=a⇒4,1= 5 7 = b a = b a c c Điều kiện chịu lực Sơ đồ chịu lực : H 1m P h G h m σ max σ i σ min b c a a c b 6 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai • Sức chịu tải của nền đất : đối với công trình cầu cống ta dùng công thức [ ] { } )3-h(γ.k.10+)2-b(k+1'R2,1=R 21 tc Trong đó R’ ,k 1 , k 2 là các hệ số được tra theo bảng với nền là đất sét cứng có 0 ε = 0,604 ⇒ R’ = 495 2,0=k 04,0=k 2 1 [ ] { } )3-6.(2.10+)2-10.(04,0+110.4952,1=R⇒ 1-tc = 78,41 ( T/m 2 ) • Kiểm tra 2 m tc tc m140=14.10=F<51,14= 6.2,2-41,78 38,946 = h.βγ-R P ∑ (thoả mãn ) • Kiểm tra w M + F G+P =σ tc tc tc max ∑ Trong đó G - là trọng lượng của móng và đất trên móng G = )T(1848=2,2.6.140=βγF.h. m tc M - là mômen tiêu chuẩn lấy đối với trọng tâm móng. ) 2 h -h+1.(H+ 2 h .5sin.P=M mm otc = )m.T(8,322=) 2 2 -6+1.(40+ 2 2 .950.sin5 o w là mômen chống uốn của móng )m(3,233= 6 10.14 = 6 a.b =w 3 2 2 )m/T(34,21= 3,233 8,322 + 140 1848+38,946 =σ⇒ 2tc max ⇒1,94=R.2,1<σ tctc max thoả mãn. • Kiểm tra w M - F G+P =σ tc tc tc min ∑ = ⇒0>)m/T(58,18= 3,233 8,322 - 140 1848+946,38 2 thoả mãn. 7 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai • Kiểm tra ⇒)m/T(96,19= 2 σ+σ =σ 2 tc min tc max tc tb thoả mãn. Vậy với kích thước móng đã chọn hoàn toàn thoả mãn điều kiện chịu lực. Tính bê tông và cốy thép: - Chiều dày làm việc của bê tông cpcc 0 R.m).b+a(2 P >h Trong đó T1041=38,946.1,1=P.n=P tc cp R là cường độ kháng cắt của bêtông.Chọn bê tông mác 200# và móng chịu ép khi uốn nên ta lấy cp R = 100 M là hệ số làm việc của móng, lấy m = 1. ⇒ )m(22,0= 100.1).10+14(2 1041 >h o - Tính cốt thép : Mômen do phản lực gây ra được tính theo công thức : ) 2 σ+σ )(b+b2()a-a( 24 1 =M ) 2 σ+σ )(a+a2()b-b( 24 1 =M minmax c 2 ca imax c 2 cb Trong đó w M ± F G+P =σ,σ ∑ minmax )m.T(08,355=8,322.1,1=M.n=M )T(1041=38,946.1,1=P.n=P tc tc ∑ Vậy )m/T(16,22= 3,233 08,355 + 140 1848+1041 =σ 2 max )m/T(11,19= 3.233 08,355 - 140 1848+1041 =σ 2 min i σ là ưng suất tiêu chẩn tại mép cột phía có max σ 8 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai ) a αtg.h -1)(σ-σ(+σ=σ m minmaxmini 25,1= 2.2 5-10 = 2.h b-b =αtg m c )m/T(62,21=) 14 25,1.2 -1)(11,1916,22(+11,19=σ⇒ 2 i )m.T(1053=) 2 11,19+16,22 )(5+2.10()7-14( 24 1 =M⇒ 2 a )m.T(798=) 2 62,21+16.22 )(7+14.2()5-10( 24 1 =M 2 b Diện tích cốt thép theo chiều từng cạnh của móng: oaa a a oaa b b h.R.m.m M =F h.R.m.m M =F Với ba F,F là tổng diện tích cốt thép theo cạnh a,b m,m a là hệ số làm việc của bê tông và cốt thép lấy bằng 1 h o là chiều cao làm việc của bê tông. Nếu lấy chiều dày lớp bê tông bảo vệ là e = 0.04 m ta có : m96,1=04,0-2=e-h=h mo . a R - cường độ chịu kéo của cốt thép lấy bằng 1800 kG/cm 2 . Vậy ta có 22 b cm226=m0226,0= 96,1.10.1800.1.1 798 =F 22 a cm298=m0298,0= 96,1.10.1800.1.1 1053 =F - Số thanh cốt thép theo chiều từng cạnh của móng : Chọn thép Φ 22 có f a = 3,801 cm 2 Ta có : 60= 801,3 226 = f F =n a b b thanh 79= 801,3 298 = f F =n a a a thanh 9 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai - Khoảng cách giữa các thanh cốt thép : cm17= 60 4.2-100.14 = n e2-a =C cm18= 79 4.2-100.14 = n e2-a =C b b a a Ta có thể chia móng làm 3 bậc : - Bậc 1 : h cm70= 1 cm5,87=25,1.70=αtg.h=c 11 - Bậc 2 : cm70=h 2 cm5,87=c 2 - Bậc 3 : cm60=h 3 cm75=c 3 10 [...]... 0,693 cm 30 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai KẾT LUẬN Mặc dù đồ án này đúng thời hạn và yêu cầu , nhưng do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót Mong thầy góp ý kiến đẻ nhửng đồ án sau em có thể làm tốt hơn Tài liệu tham khảo 1- giáo trình cơ học đất ( nhà xuất bản xây dựng ) 2- giáo trình nền và móng công trình ( nhà xuất bản xây dựng ) 31 ... xứng nên ứng suất tại 2 mép móng gây ra bởi tải trọng thẳng đứng là bằng nhau, do đó kết quả tính ứng suất tại mép B do tải trọng thẳng đứng gây ra lấy như của mép C ở trên b.Do tải trọng ngang gây ra : cũng tương tự như mép C nhưng mang ngược dấu c.Do tải trọng ngang H gây ra : Điểm 1 2 3 x(m) 7 7 7 y(m) -2 ,5 -2 ,5 -2 ,5 z(m) 7 9 11 R(m) 10,21 11,67 13,27 σz -0 ,021 -0 ,018 -0 ,014 Vậy tổng ứng suất tại... = 1,34 (T / m ) Sơ đồ ứng suất tại 2 mép móng : H P C 1.699 1.675 1.489 B 1.624 1.551 1.34 29 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai II Tính độ lún cuối cùng 1 tại tâm móng ta có S = ∑ Si trong đó Si là độ lún của các lớp tương đương Si = A 0i h i σ i A 0i - hệ số nén lún rút đổi của từng lớp A 0i = a 1-2 0,017 = = 0,00106 1 + ε 0 10.(1 + 0,604) σ i - ứng suất của từng lớp h i - chiều dày của lớp... dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai CHƯƠNG IV : TÍNH ĐỘ LÚN CUỐI CÙNG I tính ứng suất tại tâm và hai mép móng: Ứng suất tại tâm móng : a.Do tải trọng thẳng đứng gây ra : Pgl = γ tb h + P 946,38 - γ w h = 2.6 + - 2,02.6 = 6,64 (T / m 2 ) F 140 Theo phương pháp phân tầng lấy tổng ta chia nền đất dưới móng thành các lớp nhỏ có chiều dày h i = (0,2 ÷ 0,4)b và chỉ tính đến lớp có σ z σ bt ≤ 0,2 Ta có h i... trong phạm vi mảnh đó c i - lực dính của mảnh thứ i i - góc maats trong của mảnh đất thứ i Δl i - chiều dài đoạn cung thứ i M gt = R.∑ g i sin α i Do công trình còn chịu tác dụng của lực ngang H và thành phần lực ngang Pn gây ra bởi lực nghiêng nên M gt còn phải cộng thêm mômen do 2 thành phần này gây nên Khi đó M gt = R.∑ g i sin α i + Pn d + H.a a- khoảng cách từ H đến tâm O1 d- khoảng cách từ Pn đến... / m 2 ) - Cường độ tải trọng giới hạn tại mép móng C ( y = 10 ) Pgh (8) = N q γ.h + N γ γ.y + N c C = 4,39.2,02.6 + 1,53.2,02.10 + 10,18.0,5.10 = 135 (T / m 2 ) - Tổng tải trọng thảng đứng cho phép tác dụng lên móng là : b Pgh = (Pgh ( 0 ) + Pgh (8) ) = 1195 T 2 - Tải trọng ngang giới hạn : Tgh = Pgh tgδ = 147 T Khi đó P tt = 1,1.946,38 =1041 < Pgh T tt = 1,1.83 = 91,3 < Tgh Vậy kích thước móng thoả... : TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU Để kiểm tra ổn định trượt sâu của móng, ta xác định hệ số ổn định trượt sâu η= M ct với giả thiết mặt trượt là mặt trụ tròn Chia khối đất ra thành nhiều mảnh M gt theo chiều thẳng đứng Mômen chống trượt được xác định bằng công thức : M ct = R ∑ (g i cos α i tg i + c i Δl i ) g i - khối lượng mảnh thứ i,bao gồm khối lượng bản thân của mảnh đất và tải trọng do móng truyền... tải theo quy phạm CNIP-20 0-6 2 dùng cho các công trình cầu cống Bảng giá trị ứng suất cho phép R’ của các đất dính (kN/m 2 ) Tên đất Hệ số Dẻo Dẻo Cứng rỗng cứng mềm 0,50 294 245 196 Cát pha (á cát) 0,70 245 196 147 0,50 392 294 245 Sét pha 0,70 245 196 147 (á sét) 1,00 196 147 98 0,50 589 442 343 Sét 0,60 491 343 245 0,80 294 245 147 1,10 245 147 98 Bảng tra các hệ số K1, K2 Tên đất Cuội, sỏi, cát thô,... tính toán ta quy tai trọng nghiêng P và tải trọng ngang H thành 1 tải trọng nghiêng mới có trị số P’ và nghiêng 1 góc là δ ' Trong đó : P’ = 954 T δ ' = 75̊ Theo xocolovxki ta có : Pgh = N q γ.h + N γ γ.y + N c C Trong đó N q , N γ , N c là các hệ số tra bảng phụ thuộc φ , δ Với φ = 185̊ và δ = 75̊ tra bảng và nội suy ta được N q = 4,39 N c = 10,18 N γ = 1,53 - Cường độ tải trọng giới hạn tại mép móng. .. khoảng cách từ H đến tâm O1 d- khoảng cách từ Pn đến tâm O1 gần mép C cách khoảng 0,4m ta vẽ trục Y-Y’ trên đó ta xác định một số tâm trượt O1 , O 2 , O 3 và tìm trị số η tương ứng 13 Xây dựng CTN&Mỏ k53 Nguyễn Thị Tuyết Mai Y H O D C Y' B a Tâm trượt O 1 : Tâm O 1 có R 1 = 11,6m cách mặt đất 0,5m chia trụ đất thành các mảnh mỗi mảnh rộng 1 m, ta được 21 mảnh Mảnh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 gi ci g . ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG Giáo viên hướng dẫn : NHỮ VIỆT HÀ Sinh viên : NGUYỄN THỊ TUYẾT MAI Lớp : xây dựng CTN&Mỏ k53 CẨM PHẢ, THÁNG. Mai MỞ ĐẦU Cơ học đất, nền và móng công trình là hai môn học không thể thiếu đối với sinh viên khoa công trình các trường đại học kỹ thuật.Hiểu biết sâu sắc về đất nền, về các quá trình cơ học xảy. trình đào tạo của trường Đại học M - Địa chất đối với sinh viên ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ, ngoài việc học trên lớp giáo trình Nền và Móng còn có đồ án môn học, nó giúp cho mỗi sinh viên