Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên, móng nông trên đệm cát, móng cọc

Trang 1

THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD

THUYET MINH DO AN NEN MONG NOI DUNG THUYET MINH:

A Các tài liệu dùng để thiết kế

B Thiết kế móng trong một khung

Phần 1 Thiết kế móng nông trên nên thiên nhiên Phần 2 Thiết kế móng nông trên đệm cát

Phần 3 Thiết kế móng cọc A TAI LIEU THIET KE

1 Nhiệm vụ được giao:

Tự lựa chọn một công trình để thiết kế phần móng Nội lực do tải trọng tính toán nguy hiểm nhất gây tại chân cột (đỉnh móng) Thiết kế phần móng công trình cho một khung theo 3 phương án: Móng nông trên nền tự nhiên, nền nhân

tạo và móng cọc Sau đó chọn phương án thích hợp nhất cho các móng còn lại

- Tài liệu tham khảo :

Giáo trình: “Nền và Móng các công trình dan dung — cong nghiệp”

Hướng dẫn đồ án Nền và Móng

(GSTS Nguyễn Văn Quảng — Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội) Số liệu tính toán theo đề ra là:

e Phuong dn móng nông trên nền thiên nhiên:

+ Phương án địa chất: 2

+ Tải trọng tính toán tại chân cột: Nạ" =79.8(T), Mạ" =12.8(Tm), Q," = 9.6(T)

e_ Phương án móng nông trên nền nhân tạo: + Phương án địa chất: 6 + Tải trọng tính toán tại chân cột: Nạ" =79.8(T), Mạ" =12.8(Tm), Q," = 9.6(T) e Phương án móng cọc: + Phương án địa chất: 2 + Tải trọng tính toán tại chân cột: Nụ" =228(T), Mạ" =27.3(Tm), Q„" = 18.21) 2 Đặc điểm công trình:

Theo bản vẽ mặt bằng, mặt cắt và sơ đồ địa chất thuỷ văn thì công trình cần thiết kế là nhà kết cấu khung bê tông cốt thép tồn khối khơng có tường chèn Tra bảng 16 TCXD 45-78 (Bảng 3-5 sách hướng dẫn đồ án nền móng) cho nhà khung bê tông cốt thép không có tường chèn, ta có:

- Độ lún tuyệt đối giới han: S,, = 0,08 m - Độ lún lệch tương đối giới hạn: AS,, = 0,002

Sinh viên thực hiện:

Trang 2

PHANI

MONG NONG TREN NEN TU NHIEN

I TAI LIEU THIET KE

1 Tải trọng:

- Tiết diện cột: C; : b xh =30 x40(cm) - Tải trọng tính toán dưới chân cột, tường

€;: Nạ=79.8 (T) =798(KN) ; Mụ= 12.8(Tm)=128(KNm) ;Q,= 9.6(T) =96kNÑ

- Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn: Không có tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn nên số liệu tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột có thể được lấy như sau:

N‘,=N"/n ; M*,=M"/n h Q*,=Q'/n

(n là hệ số vượt tải n=1.1 =1.5 Idy n=1.15)

=>C, : N* =694(KN) ; M°=111(KN) ; Q* = 83.5(KN)

2 Xử lý số liệu địa chất công trình:

Nền đất gôm 8 lớp, có số liệu địa chất như bảng dưới: Trọn; lới Góc

Ÿ lượng hens Độ Giới bạn ma sát | Lực Mô đun og Chiêu riêng tự aM ae am han déo trong dinh bien

Trang 3

THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD - Ty trong hat : a= 769 9 69 Vn 10 - Hệ Số rỗng: % "—- -Ă—>—= Y - - Chỉ số dẻo : /„ = W, —JW„ =46~27 =19(%) Vì : l,= 19% >17% nên đây là loại đất sét W-W, _ 43-21 I, đất sét là trạng thái chảy Lớp 4: Đất cát pha 1, chiều dày 5 m - DO sét: B= =0.842 Từ độ sệt B = 0.842 ta có trạng thái của - Tỷ trọng hạt : A=?+~?6Š —2 66 Yn 10 ox Ay, (l+W : - Hệ số rỗng: e, Ar A+W) _ 1 _ 2-66x10x(1+0.18) | _ 9) 53, Y 20.5 - Chỉ số déo : 1, =W, -W, =21-15=6(%) Vì : l¡= 6% < 7% nên đây là loại đất cát pha -W — — Dos BP -05 Từ độ sệt B = 0.5 Từ độ sệt B = 0.5 ta có d

trạng thái của đất cát pha là trạng thái dẻo

Lớp 5: Đất sét pha 4, chiều dày 3 m - Độ sệt : B= - Tỷ trọng hạt : A=7+~26Š — 2 6g 7, 10 - Hé s6 réng: e, = ALAA = ROSIE) 0.883 y - Chỉ s6 déo : 1, =W, -W, =36-22=14(%) Vì :l,=7%< 14% < 17% nên đây là loại đất sét pha W-W, _ 30-22 - Độ sệt : B= 7 =0.0.571 Từ độ sệt B Ta có trạng thái của đất sét d

pha là trạng thái dẻo mềm

Trang 5

-3-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG 1.lớp đất trồng trọt, dày 1.2m, =17(KN /mŠ) f 2.lớp đất sét 3.trạng thái dẻo, dày 3.3m, y=18.4(KN/m’) A=2.65,cu=0.988, W=38%., W =45%, W,=26%, @=17? €n=27(KN/m), E=10000K N/m*) 3300 3.16p dat sét 5,trang thai déo mềm, dày l Im, += 18.1(KN/m°) A=2.69, cụ=l.13, W=43%, W,=46%, Wy=27%, @=l19 +—— 1100 cn=14(KN/m?), E=4000(K N/m’) lất cát pha 1,tra A=2.66, cq=0.531, W= ©ụ=20(KN/mẺ), E: 5000 5.16p dat sét pha 4.trạng thái déo mém, day 3m, w=18.5(KN/m° 'W=30%, W= en=l6(KN/m)), 3000 6.lớp đất cát pha 3,trạng thái déo, day 4m, = 19.5(KN/m°) A=2.68, e9=0.704, W=24%, W=27% 'Wp=21%, @n=16” cụ=21(KN/m), E=10000KN/mẺ) 4000 7.lớp đất cát pha 2, day 1.2m, =19.2(KN/m”) A=2.65 W=24%, @y=30°, E=14000(KN/m°) 1200 §.lớp đất cát bụi 1, day 3.5m, y=19.2(KN/m*) A=2.65, W=24%, @)=30", E=18000(KN/m”) 3500 ae, 9.lớp đất cát trung I, day 10m, y=19.2(KN/m*) ˆ A=2.65, W=18%, ọ=359, E=31000(KN/m?) tt

II.PHUONG AN NEN, MONG

- Tải trọng công trình khá lớn, lớp đất trên cùng là đất trồng trọt không có khả năng chịu tải vì vậy tiến hành bóc bỏ lớp đất này Lớp đất thứ hai là đất sét dẻo

mềm dày 3.3m khả năng chịu tải trung bình Thiết kế móng nông trên nền tự

nhiên, đáy móng đặt ở lớp 2

II.CHỌN VÀ KIÊM TRA KÍCH THƯỚC MÓNG Ký hiệu móng đơn dưới cột C; là M¡

Chọn độ sâu đặt móng h = 1.8(m) trong đó tôn nền 0.4(m) so với mặt đất thiên

1340

nhiên Khi đó đế móng đặt lên lớp đất thứ 2 là sét pha 3 Trọng lượng bản thân

của lớp đất tôn nền lấy †„ = 16.5 (KN/m)

Trang 6

m; = I đối với nhà khung

K¿= 1 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất Sét pha có: @y = 17, cụ = 27 (KN) Tra bảng 3-2.Tr27 có: A=0.39;B=2.57;D=5.15 Trị tính toán thứ 2 trung bình của đất từ đáy móng trở lên đến cốt thiên nhiên: a >›y,.h, _ 16.5x0.4+17x0.5+18.4x0.9 hớýn 0.4+0.5+0.9 Trị tính toán thứ hai của đất ngay dưới đáy móng: y„ =18.4(kN /m)) =17.59(kN/m`) Giả thiết bề rộng đáy móng: b = 1.8 (m) pel (0.39 x1.8x18.4+ 2.57 x1.8x 17.59 + 5.15x 27) x 256.7(kN) Diện tích sơ bộ của đáy móng: F= N. 64 _ 3.14(m2) R-y,h 256.7-20xI.8§ Vì móng chịu tải lệch tâm nên tăng diện tích móng lên: F= 1.3 x F= 1.3 x 3.14= 4.08(m’) Chọn /=1.4 b b= < =1.7(m) chon b =1.8(m) 1= 1.8 x1.4 = 2.52(m) Vay chon b x 1=1.8x 2.4m = F„u= L8 x2.4 = 4.32 (m°) Lúc này cường độ đất nền được tính lại: R= LÍ*Í (039 x1.§x18.4+2.57x1.8x18.01+ 5.15x 27) 256.7(KN)

IV KIEM TRA KiCH THUGC SO BO DAY MONG

Trang 7

-6-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD 5 Án 10244) aon me 24x18 p,, = 294.6(kN/m’) Pisin = 98.7 (KN/m*) & +ps, _ 2946+98.7 : pộ = Pas = = =196.65(kN/mỶ) pÿ =196.65(kNÑ/m”)< R= 256.7(KN/m?) pi =294.6(KN /m>) <1.2x R =307.1(KN /m’)

Vậy móng đảm bảo điều kiện áp lực tại đáy móng

b Kiểm tra điều kiện áp lực lên nên đất yếu

Nhìn trụ địa chất ta thấy lớp 3 (lớp sét 5: E =4000 (kN)) yếu hơn lớp 2 (sét 2:

E= 10000 (kN)) nên ta phải kiểm tra điều kiện áp lực trên nên đất yếu theo công

thức:

gl bt

OF ny + oO) tyen S R,

Ứng suất bản thân của đất tại đáy lớp 2:

ot phy thy +hy => y,h, = 16.5 x0.4 + 17x 0.5 + 18.4x 33 = 75.82( kN/m°)

Trang 8

-by =JE,+a” =a= VI5.94+ 0.3 — 0.3 =3.7(m) — >y,h, _ 16.5x0.4+17x0.5+18.4x3.3 ụ Yh, 0.4+0.5+3.3 y„ =18.1 (KN/m’) Cụ= 14 (KN), @ =ll° tra bang ta c6:A = 0.2 ; B = 1.83 ; D = 4.29 ; L.1x1 dy 1 Do dé: of Vậy lớp sét 5 đảm bảo điều kiện chịu lực =18.1(KN/m°) —>R (0.2x3.7x18.1+1.83x 4.2 x I8.I+ 4.29 x14) = 233.83(kN) +o" z=hy+h — = 120.53(KN) <R,

why ait yey = 233.83(KN)

c Kiém tra kích thước móng theo điêu kiện biến dạng + Ứng suất bản thân ở cốt + 0.00 là: ø”=0 + Ứng suất bản thân ở đáy móng: ot, = Dy, xh, =0.4x16.5+0.5x17 +0.9x18.4 = 31.66(KN/m*) + Ứng suất gây lún tại trọng tâm diện tích đáy móng : G?“ = pÿ —ø”'„ = 196.65 - 31.66 = 164.99(kN / m”) + Ứng suất gây lún tại độ sâu z ơi! =K,„.2o

Trang 11

-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD _ Pag +Prin _ 292.48 + 76.97 = Sms Emin = SO = 1 84.73(KN / m? Pw 2 2 ( ) c Xác định chiêu cao móng theo kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn: Khoảng cách từ mép móng đến mép cột là: L = Phe as =1.0(cm) Pi - Phin _ 2-L Tính toán ứng suất tại mép móng p”, là: -——#mm— = > ma ~ Pimin 1=L)x(Pinax — Pnn 2.4-1.0)x (292.48 — 76.97 => pt = (11) (Pn Poin) ( » Prin) +p, = (24-1 0)x(292.48- 7697) , 76.97 = 202.68(KN / m?) Ap lực tính toán trung bình trên phần L là: P¿„ +Pị`_ 292.48+202.68 Py = Ss = 247.58(KN / m*) = Chiều cao làm việc của móng theo công thức tính cấu kiện bêtông cốt thép chịu uốn là: P“x" h,>L|————— 0.4x1, xR, Trong đó: /" =/=2.4(m), 1, =/, =0.4(m), => h, >1.0x |_247.58%2.4 = 0.64(m) 0.4x 0.49000 Lầm lớp bêtông lót móng dày 10cm Lớp bảo vệ cốt thép a,/=0.035m Chiều cao toàn bộ móng: h„=h,+a=0.64 +0.035 = 0.675(m)

Lấy chiều cao móng h, =0.7m

Chiều cao làm việc của móng: hạ= 0.7- 0.035 = 0.665(m) — rTh— ly= l.+hạ= 0.4 + 0.665=1.065(m) | d Kiểm tra chiêu cao của móng theo điêu kiện đâm | Zw| le thủng ⁄ HẠ

Giả thiết coi móng là bản conson ngàm tại mép cột, chịu Pmn CLT NTT Pre

phan luc dat p, | Pr

- Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng về các phía

góc 45, gần đúng coi cột đâm thủng móng theo một mat

xiên góc 45” về phía p„„„ Điều kiện chống đâm thủng ` x⁄

Sinh viên thực hiện: | HH Y®

vols

Trang 12

khơng kể ảnh hưởng của thép ngang và không có cốt xiên, đai, xiên:

Q<Q, hay Ny, < 0.75 x R, x hy x by,

- kich thuéc cot : C; : b, x h, = 30 x 40 cm

- Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 3.5 cm =hạ=h-a=0.7- 0.035 =0.665 m Ta c6: b, + 2.h, = 0.3 + 2 x 0.665 = 1.63 (m) < b = 1.8(m) b.+2xh, _ 0.3+2x0.665 > by = 2 = Diện tích gạch chéo ngoài đáy tháp đâm thủng ở phía có áp lực p”„„ là: F,, = 0.3 x1.8=0.54 (m?) Áp lực tính toán trung bình trong phạm vi diện tích gây đâm thủng P°, là: =0.815(m) Pe = Prox + P, 2 Trong đó: P, =P, + P, =184.73+P, Ta lại có: a = da PY nex —P hy | lạ X(P¥ nox —P "win ) 0.3%(292.48-76.97) = P= = 3à =26.94(KN/m2) =P, =Pạ¿ +P¿ =184.73+26.94 =211.67(KN/m”) Vậy áp lực tính toán trung bình trong phạm vi diện tích gây đâm thủng là: «PX, +P) 292.48+211.67 Đụ =—m = 2 Lực gay dam thing la: N,, = Ps x F,, = 252.08x 0.54 =136.12(KN) Luc chống đâm thủng là: 0.75 x R, x hy x by=0.75 x 750 x 0.665 x0.815 =304.86(KN)

Vậy: Nụ = 136.12(KN) < 0.75 x R, x hy x by, =304.86(KN) mong không bị phá hoại theo đâm thủng

e Tính toán cốt thép cho móng:

=252.08(KN/m”)

Cốt thép dùng cho móng chịu mômen do áp lực phản lực của đất gây ra Khi

tính momen người ta quan niệm cánh như những conson được ngàm vào các tiết diện qua chân cột

Trang 13

-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD

Chiéu dai mot thanh thép dai: 1; =1-2a =2.4-2x0.025 =2.35(m)

Khoảng cách cần bố trí cốt thép dài:

I =b-2xa -2x0.015 =1.8-2x0.025—2x0.015 =1.72(m)

Khoảng cách giữa tim các cốt thép: a= — = rae = 0.108(m) =108(mm) n- _

(n là số thanh dài cần thiết bố trí vào đế móng) Thoả mãn điều kiện 100<a<200mm

Vay chon 1712 al08 cho tiét dién I-I e Mô men tương ứng với mặt ngàm II-II:

Khoảng cách từ mép móng đến mép cột theo phương cạnh ngắn là: _b=b, 18-043 2 B =0.75(m) tt => M, =1xB?x fn =2.4x0.75 x ae = 124.69(KNm) Diện tích cốt thép dé chiu momen M,,: M, 124.69 ———>——=——————=0.244x10(m”)=7.44(em”) 0.9xh:xR, 0.9x0.665x280000 Fa, = Chọn cốt thép 13¿10 có E, =10.21(cm?) Chiều dài mỗi thanh thép ngắn: bỶ = 1.8~ 2x0.025 =1.75(m) Khoảng cách cần bố trí cốt thép ngắn: I' = 2.4~2x0.025~2x0.015 ~2.32(m) *

Khoảng cách giữa tim các cốt thép: a = n = = = 0.193(m) = 193(cm) "¬ — Thoả mãn điều kiện 100 < a < 200mm

Bố trí thép như hình vẽ dưới đây

Trang 14

1800 17912 0108 2400 0193 ¢ PHAN II

MONG NONG TREN NEN NHAN TAO

I TAI LIEU THIET KE

3 Tai trong:

- Tiét diện cột C;: b xh =30 x40(cm)

- Tải trọng tính toán dưới chân cột, tường:

C,: N,=79.8(T)=798(KN) ; M,= 12.8(Tm)=128(KNm) ;Q„= 9.6(T)=96kNÑ

N“=Nự/n ; M°,=M'yn ; Q“,=Q”/n (n là hệ số vượt tải n=1.1 +l.5 lấy n=1.15)

=>CŒ,: N*=694(KN); M“=I11(kN) ; Q°=8§3.5(kN)

Nền đất gồm 8 lớp, có số liệu địa chất như bảng dưới:

Trọng Trọng Giới | Giới Góc Lực

Trang 15

THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD Cat phal 1.1 20.5 26.6 18 21 15 22 20 18000 Cat pha2 1.2 19.2 26.5 22 24 18 18 25 14000 Cat bui 1 3.5 19.2 26.5 23 30 18000 Cát trung I| 10 19.2 26.5 18 35 31000 Nhận xét tính chất các lớp đất:

Lớp 10: Đất trông trọt, có chiều dày 1.2 m

Lớp II: Đất sét 5, chiều dày 2.5m - Tỷ trọng hạt : A=Z* = 26: 9.69 7„ 10 ox IY, Al - Hệ số rông: e, =0 TH c2 GLẾP | 0.981 ⁄ - Chỉ số dẻo : 7„ = W, —W„ =48~27 =21(%) Vì :l,= 21% >17% nên đây là loại đất sét W-W, _ 37-21 - Độ sệt : 8= =0.476 Từ độ sệt B = 0.476 ta có trạng thái của d đất sét là trạng thái dẻo Lớp 12: Đất cát pha 3, chiều dày 4m - Tỷ trọng hạt : a= Zn 268 _ 4 68 7„ 10 ex Ay, (l+W - Hệ số rỗng: eạ = —— s Y - Chỉ s6 déo : 1, =W, -W, =27-21=6(%) Vì : l,= 6% < 7% nên đây là loại đất cát pha W-W, _ 24-21 - DO sét : B= =0.5 Từ độ sệt B = 0.5 ta có trạng thái của đất cát d

pha là trạng thái dẻo

Lớp 13: Đất sét pha 4, chiều dày 3 m = in 768 _4 68 7„ 10 Ay, Al+W)_,_ 2.68x10%(1+0.3) y 18.5 - Chỉ số déo : 1, =W, -W, =36-22 =14(%) Vì :l,= 7%< 14% < 17% nên đây là loại đất sét pha W-W, _ 30-22 I,

sét pha là trạng thái dẻo mềm

Trang 16

Vì : l¡= 6% < 7% nên đây là loại đất cát pha

mn = 18! ~0s Từ độ sệt B = 0.5 Từ độ sệt B = 0.5 ta có d

Lớp 15: Đất cát pha 2, chiều dày 1.2m - Tỷ trọng hạt : a= Ze 765 _ 9 65 7, ‘10 A„(+W) —¡— 2/65x10x(1+0/22) y 19.2 - Chỉ s6 déo : 1, =W, -W, =24-18=6(%) Vì :l,= 6% < 7% nén day 1a loai dat cat pha W-W, _ 22-18 lL

cát pha là trạng thái dẻo

Trang 18

- Tải trọng công trình khá lớn, lớp đất trên cùng là đất trồng trọt không có khả năng chịu tải vì vậy tiến hành bóc bỏ lớp đất này Lớp đất thứ hai là đất sét dẻo dày 2,5m khả năng chịu tải trọng kém, lớp thứ 3 là cát pha trạng thái dẻo khae năng chịu tải trọng kém Từ lớp thứ 5 là các lớp đất cát pha, cát bụi khả năng chịu tải trọng khá Lớp đất dưới cùng là cát hạt trung khả năng chịu tải tốt

Xem xét các phương án móng nông trên nền nhân tạo:

* Phương án móng nông trên nên gia cố cọc cát:

Lớp đệm cát được sử dụng có hiệu quả nhất khi lớp đất yếu ở trạng thái bão

hoà nước( sét nhão, sét pha nhão, cát pha bão hoà nước, bùn, than bùn) và có

chiều dày nhỏ hơn 3m

Sau khi thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới móng công trình đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực, có khả năng tiếp thu được tải trọng của công trình và truyền tải trọng đó xuống lớp đất thiên nhiên bên dưới

Giảm bớt độ lún toàn bộ và độ lún không đều của công trình, đồng thời làm tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền ( vì cát trong lớp đệm có hệ số thấm lớn)

Lầm tăng khả năng ổn định của công trình kẻ cả khi có tải trọng ngang tác

dụng, vì cát được nén chặt sẽ tăng lực ma sát và tăng sức chống trượt

Kích thước móng và chiều sâu chôn móng sé được giảm bớt, vì áp lực tính

toán (sức chịu) của đất nền tăng

Phương pháp thi công đơn giản, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp * Phương án móng nông trên nên gia cố cọc cát:

Cọc cát làm nhiệm vụ như giếng cát, giúp cho nước lỗ rộng trong đất thoát ra

nhanh, nên làm cho quá trình cố kết của đất tăng lên và độ lún chóng ổn định hơn

Khi thi công cọc nền cọc cát thì trước hết ống thép (tạo lỗ) đã bước đầu làm giảm thể tích đất, sau đó cát trong các lỗ đó lại tiếp tục nén chặt thêm Tức là làm cho độ rỗng của đất giảm bớt, nước lỗ rộng trong đất thoát ra và do dô làm cho cường độ của đất nên cọc cát ( bao gồm cọc cát và đất giữa các cọc) được

tăng lên

Nền cọc cát được thi công một cách đơn giản với các vật liệu rẻ tiền ( cát thô,

sản sỏi) nên giá thành thường ít hơn các loại móng cọc và đệm cát Do những ưu

điểm như vậy nên cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều dày lớn > 3m)

Nhận xér: Điều kiện địa chất của nền đất đang xét cũng không quá yếu Các lớp đất phía trên có khả năng chịu tải trung bình dày 9,5m (không kể lớp đất trồng

trọt) Xem xét về tính kinh tế, và điều kiện thi công ta chọn phương án móng nông trên nên gia cố đệm cát

- Móng dạng đơn BTCT dưới cột

- Các tường chèn, bao che có thể dùng móng gạch hay dầm giằng để đỡ

- Các khối nhà có tải chênh lệch được tách ra bởi khe lún

Ill VAT LIEU MONG, DEM CAT

- Chọn bêtông 200 # —> Rn = 9000 KN/m”, R,=750KN/m” (TCVN 5574-1991)

Trang 19

- Thép chiu luc: AII > R,=280000KN/m? (TCVN 5574-1991)

- Lớp lót: Bêtông mác 100 #, dày 10cm

- Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng dày 3.5cm

- Vật liệu làm đệm cát: Chọn loại cát vàng, hạt thô, sạch làm đệm, đầm đến độ

chặt trung bình

IV CHỌN VÀ KIỂM TRA KÍCH THƯỚC MÓNG

1 Chọn kích thước sơ bộ:

Ký hiệu móng đơn dưới cột C; là M¡

Tra bảng (Bảng 3-3 trang 29 sách HDĐA Nền và Móng-Nguyễn Văn Quảng)

Cường độ tính toán quy ước của cát làm đệm là: R„=400(ŒkN))=400(kN/m))

Cường độ này ứng với b=Im, h=2m ở đây giả thiết b=1.5m, h=1.5m Cường độ

tính toán của cát tính theo công thức tính đổi quy phạm ta) h+h, xã 2xh, Đối với cát hạt thô vừa nên hệ số kể đến bề rộng của móng K,=0.125 sat), 1.5+2 2x2 Khih < 2m: R=R[L+Kx 1 = 371.88(KN / m?) R= 400% (1 0.125%

Dién tich so b6 cua day méng: F = N_._ 694 R-y,h 371.88—20x1.5 _

Trang 20

pạ„ =403.91(KN/m?)

p„ =96.72(kN/m”)

fe fe

pi, = as 7 Pas = 1091097 SOOT? =2503XKNI i)

Cường độ tính toán của cát đệm ứng với móng có b= I.4m 51) 1.5+2 x = 371.88(KN/ m7) R= 400% (10.125 2x2 p$ =250.32(kN/m?)< R=371.88(kN/m?) pS,.=403.01(kN/m?) < 1.2 xR=1.2 x371.88= 446.26(kN/m?)

Đảm bảo điều kiện áp lực tại đáy móng

Vậy kích thước móng chọn Ia: b xl =1.5 x2.1 m

3 Xác định kích thước và kiểm tra đệm cát

*Chọn chiêu cao đệm cát h„ =l.5m

Kiểm tra chiêu cao đệm cát theo điêu kiện áp lực lên lóp đất yếu (sét 5) Coi lớp đệm cát như một bộ phận của đất nền, tức là đồng nhất và biến dạng tuyến tính Do đó có thể sử dụng được những công thức tính ứng suất và biến dạng của môn cơ học đất

Sơ đồ tính toán đệm cát như hình vẽ: BR 1500 1500 Sơ đồ tính toán đệm cát

Để đảm bảo cho đệm cát ổn định và biến dạng trong giới hạn cho phép thì phải đảm bảo điều kiện: ø”„„ +ø?, <R„

Trang 21

-90-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD + Chiều sâu đáy móng quy ước: H,=h+h, =1.5+1.5=3(m) + Trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất đến đáy đệm cát: = : =17.96(kN/mẺ J1 hành, 12418 NI)

(y, y„: trọng lượng riêng tự nhiên của lớp thứ nhất và lớp đất thứ 2 h,, h,: chiều dày của lớp đất tương ứng xét đến đáy lớp đệm cát) _I-b_ 21-15 2 2 A = 0.3(m) tc Dién tich day mong quy uée: F, = — Orn, N* = Ngự +Fxhx7„ =694+3.15x1.5x20 = 788.5(KN) ứng suất gây lún tại đáy móng là: (tại đáy móng: z=0) đ?!, =ơy —7„.h = 250.32 20x1.5 = 220.32(kN /m”) 22 _ 2h, _ 2x15 _„ b b 1.5

Tra bảng (Bảng 3-7 trang 33 sách HDĐA Nền và Móng-Nguyễn Văn Quảng) và

nội suy ta được: Kạ= 0.414

ứng suất tại đáy đệm cát là: o" =K, xo", =0.414x 220.32 =91.21(kN/m’) z=h, t >F,= Nv = B85 = 64m? ơ#, z=h, 91.21 Chiều rộng móng quy ước: b, =F, +4 —A=,/8.64+0.3? -0.3 =2.65(m)

V6i l6p dat dat mong 9,,=10° Tra bang (Bang 3-2 trang 27 sich HDDA Nén va

Móng-Nguyễn Văn Quảng) có: A= 0.18; B= 1.73; D= 4.17

Các hệ số m,, m; Tra bảng (Bảng 3-1 trang 27 sách HDĐA Nền và Móng-

Nguyễn Văn Quảng) có m, =1.1, m, =1

Trang 22

1.IxI >R,, = x (0.18 x 2.65 18.6 +1.73x3x17.96 + 4.17x 22)=213.21(KN/m?) On nd = Vin XM NG Xo =1.5x 2041.5 18.6 = 57.9(KN/ m?) Ø7, tơi, =57.9+91.21=149.11(kN (mm?) < R„, = 213.21(kN/m?) Như vậy chiêu cao đệm cát h„ =l.Š thoả mãn điều kiện áp lực lên lớp đất tại đáy đệm cát (lớp 2-sét 5)

g Kiểm tra chiêu cao đệm cát theo điều kiện biến dạng Tra bảng quy phạm với cát thô vừa, chặt vừa được

E=35000((Œ&N))=35000(ŒN/m?)

Chia nến đất dưới đế móng thành các lớp phân tố có chiều dày

h, = b/4=1.5/4=0.375(m)

Đối với lớp đệm cát ta chia thành các lớp 0.3m Các lớp tiếp theo chia 0.375m + Ứng suất bản thân ở cốt thiên nhiên: z“ =0

+ Ung suat ban than 6 day mong: 0%, = 7, xh, =20*1.5 = 30(kW /m?)

Trang 24

Tổng độ lún S 2.3123(cm | S = 2.3123(cm) < [S,,]=8(cm)

Trang 25

-_94-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD „ „ „ „ „ „ ` tt _ tt 1 _ L Tính toán ứng suất tại mép móng p", là: HH tp -—— max tb (I-L)x(p%,, - Pi.) "` (2.1—0.85)x(429.94~ 253.33) _ 5 +253.33 =363.71(KN /m?) > pi = Ap luc tính toán trung bình trên phần L là: >! 5 =396.83(kN /m”) Kiểm tra chiều cao của móng theo kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn: P* x IF h, > L | —?—_ 0.4x1, xR, Trong đó: /“ =/=2.1(m), 1, =1, =0.4(m), => h, >0.8x _39683x2._ _ 0 609m) 0.4x0.4x9000 Làm lớp bêtông lót móng mác 100# dày 10cm Lớp bảo vệ cốt thép a,/=0.035m Chiều cao toàn bộ móng: h„=h,+a=0.609 + 0.035 = 0.644m Lấy chiều cao móng h,„=0.7m

Chiều cao làm việc của móng:hạ= 0.7- 0.035= 0.665(m)

3 Kiểm tra chiêu cao của móng theo điều kiện đâm thủng

- Giả thiết coi móng là bản conson ngàm tại mép cột, chịu phản lực đất p„

- Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng về

các phía góc 45, gần đúng coi cột đâm thủng móng

theo một mặt xiên góc 45” về phía p„„„ Điều kiện a Noth

chống đâm thủng không kể ảnh hưởng của thép ma ngang và không có cốt xiên, đai, xiên:

Trang 26

Diện tích gạch chéo ngoài đáy tháp đâm thủng ở phía có áp lực p"„„ là: F,, =0.15 x1.5=0.225 (m’) áp lực tính toán trung bình trong phạm vi diện tích gây đâm thủng P",, là: ¬" Py = Trong dé: P| = Pi +P =253.33+P h _ l2 tt tt ~~

Ta lại có: Pax =P" min Ú

" Lay x (Plows — Ph nin) _ 0.15x (429.94 — 76.72) 1 2.1 => P = Pi + P’ =253.33+4 25.23 = 278.56(KN /m°*) Vậy áp lực tính toán trung bình trong phạm vi diện tích gây đâm thủng là: „ P“ +P' 429.94+278.56 mm “=—————— Lực gây đâm thủng là: W„ = Ø x F„ =354.25x0.225 = 79.71(KN) Lực chống đâm thủng là: 0.75 x R, x hy x by=0.75 x 750 x 0.665 x0.9 =336.66(KN)

Vay: Ny, = 79.71(KN) < 0.75 x R, x hy X bạ =336.66(KN) móng không bị phá hoại theo đâm thủng

4 Tính toán cường độ trên tiết diện thẳng đứng — Tính toán cốt

= 25.23(KN /m2)

= 354.25(KN /m’?)

thép

Cốt thép dùng cho móng chịu mômen do áp lực phản lực của đất gây ra Khi

tính mômen người ta quan niệm cánh móng như những con son được ngàm vào

các tiết diện qua chân cột 2100

Trang 27

Khoảng cách cần bố trí cốt thép dài:

b =b-2xa —2x0.015=1.5—2x0.025—2x0.015=1.42(m)

¬ MA b 1.42

Khoảng cách giữa tim các cốt thép: a= — 0.129(m) = 129(mm) n— _ (n là số thanh dài cần thiết bố trí vào đế móng)

Thoả mãn điều kiện 100 < a < 200mm

e Mo men tương ứng với mặt ngam II-II:

Trang 29

-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD:

I TAI LIEU THIET KE

1 Tải trọng:

- Tiết diện cot: C, : b xh =30 x60(cm) - Tải trọng tính toán dưới chân cột, tường

C,: N,=282(T)=2820(KN); M,= 27.3(Tm)=273(kNm); Q,= 18.2(T)=182kN

PHAN III

THIET KE MONG COC

N*N"/n ; M*®,=M*/n ; Q*,=Q"*/n

(n là hệ số vượt tải n=1.1 =1.5 ldy n=1.15)

=> Cy: N® = 245.217(T)=2452.17(KN); M"=27.339(Tm)=237.39(KN);

Q* =15.826(T)=158.26(kKN)

Nền đất gâm 8 lớp, có số liệu địa chất như bảng dưới:

Tron he ona Trong pạ | Giới ae ma sát | Lục | Môđun idi Goc

, iề riêng tự | ,U9"8 | | hạn é tron dính bien

Trang 30

- Ty trong hat : a= 769 9 69 Vn 10 - Hệ Số rỗng: % "—- -Ă—>—= Y - - Chỉ số dẻo : /„ = W, —JW„ =46~27 =19(%) Vì : l,= 19% >17% nên đây là loại đất sét W-W, _ 43-21 I, đất sét là trạng thái chảy Lớp 4: Đất cát pha 1, chiều dày 5 m - DO sét: B= =0.842 Từ độ sệt B = 0.842 ta có trạng thái của - Tỷ trọng hạt : A=?+~?6Š —2 66 Yn 10 ox Ay, (l+W : - Hệ số rỗng: e, Ar A+W) _ 1 _ 2-66x10x(1+0.18) | _ 9) 53, Y 20.5 - Chỉ số déo : 1, =W, -W, =21-15=6(%) Vì : l¡= 6% < 7% nên đây là loại đất cát pha -W — — Dos BP -05 Từ độ sệt B = 0.5 Từ độ sệt B = 0.5 ta có d

Lớp 5: Đất sét pha 4, chiều dày 3 m - Độ sệt : B= - Tỷ trọng hạt : A=7+~26Š — 2 6g 7, 10 - Hé s6 réng: e, = ALAA = ROSIE) 0.883 y - Chỉ s6 déo : 1, =W, -W, =36-22=14(%) Vì :l,=7%< 14% < 17% nên đây là loại đất sét pha W-W, _ 30-22 - DO sét : B= = 0.571 Từ độ sệt B Ta có trạng thái của đất sét d

pha là trạng thái dẻo mềm

Trang 31

-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD - Ty trong hat : A=?+=?6Š ~2 6s 7„ 10 _ 2.65x10x(1+0.22) —1=0.684 a oK nk Ay, l+W - Hệ số rông: =—- ` Ỹ 19.2 Chỉ số dẻo : 1, =W, -W, =24-18 = 6(%) Vì : l,=6%< 7% nên đây là loại đất cát pha W-W, _ 22-18 lL Lớp 8: Đất cát bụi 1, chiều dày 3.5m - Tỷ trọng hạt : a= Ze 765 _ 9 65 7, ‘10 Ay,AL+W) | _ 2.65x10x(1+0.23) z 19.2

Từ hệ số rỗng ta có trạng thái đất cát là chặt vừa ( cát bụi có 0,6<eg<0,8)

Lớp 9: Đất cát trung1, chiều dày 10m

- DO sét: B= = 0.667 Tir dé sét B = 0.667 ta có trạng thái dẻo - Hé s6 réng: e, = —1=0.698 - Ty trong hat : A=?~=26Š ~2 6s 7, 10 - Hé s6 réng: e, = AAT = BSE OT) 1 = 0.629 ⁄É -

Từ hệ số rỗng ta có trạng thái đất cát là chặt vừa ( cát hạt trung có 0,6<e,<0,8)

Ta có trụ địa chất như sau:

3 Tiêu chuẩn xây dựng:

- Độ lún cho phép S„= 8 cm Chênh lún tương đối cho phép = gh=0.2% (Tra

bảng3-5 trang 30, Hướng dẫn đồ án nên và móng - GS,TS Nguyên Văn Quảng)

- Phương pháp tính toán ở đây là phương pháp hệ số an toàn duy nhất, lấy F,

=2+3

( Đối với nền đất cát không lấy được mẫu nguyên dạng thì nên lấy F, =3, còn đối với đất dính nên lấy F, =2)

1 Chọn loại cọc, kích thưóc cọc và phương án thi công:

Thiết kế móng cọc cho cột C; có tường chèn Cột có tiết diện 0,3x0,6 m

-_ Lớp đất trên cùng là đất trồng trọt không có khả năng chịu tải vì vậy tiến hành bóc bỏ lớp đất này

Sau đó đặt đài móng ở lớp thứ hai là đất sét 3

- Chọn chiêu sâu đặt đáy đài: Độ sâu để đài móng cọc đài thấp cần bảo đảm

cho đài đủ chiều cao chịu lực, để đài khỏi bị trồi lên trên mặt đất, không làm hư

hại nền móng công trình lân cận

Trang 32

Q: Téng cac luc ngang: Q, = 18.2 (T)

y : Dung trong tu nhién cau lớp đất dat dai y = 2.65(T/m*) b: Bề rộng đài chọn sơ bộ b = 1.8 (m)

ø: Góc ma sát trong ø=17°

hm¡= 0.96 (m) ; ở đây chọn hạ = 2 (m) > hyin=0.96 (m)

— Với độ sâu đáy đài đủ lớn, lực ngang Q nhỏ, trong tính toán gần đúng coi như bỏ qua tải trọng ngang

- Địa chất có chín lớp, lớp thứ chín là lớp đất cát hạt trung ở trạng thái chặt vừa là lớp đất tốt, nên tiến hành đặt mũi cọc ở độ sâu 0.5m của lớp đất này Chiều sâu từ mũi cọc đến đài là: l = (1.3 +1.1+5 +3 +4 +1.2 +3.5 +0.5)=19.6m

Dùng 2 cọc có độ dài mỗi cọc là 10m Chọn loại cọc có kích thước tiết diện 0.3x0.3 m

- Vật liệu sử dụng:

+ Đài móng: Dùng bê tông M200 có R„ = 900T/m” ; R, = 75T/m?

Dùng cốt thép nhóm AII có R, = 28000 T/m? + Coc: Dùng bê tông M200 có R„=900 T/m”

Dùng cốt thép dọc nhóm AII có R, = 28000 T/mỶ, đai dùng thép AI

-_ Tính toán cốt thép chịu mô men cho cọc khi vận chuyển và cẩu lắp:

Trang 33

-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD q { J L I J 0,0214q?? A 0.0683q†? 0,207 0,207 Sơ đồ tính cọc khi cẩu lắp Bố trí cốt thép cọc đối xứng 2M, R, (d—2a) Ding cét thép nhém AII cé R, = 28000 T/m’ Lép bé tong bao vé cét thép doc a,, = 0.025m Gia thiét a = 0.04m M,„„ = 0,0683q? V6i q= 1.5xnxy,xF = 15x 1.1«2.5xd? = 4.125 xd? (1,5: hệ số động lực) —> M,„„ = 0.0683x4.125xd? xI” =0.2817xd?xIŸ Trong đó: Tổng diện tích cốt thép dọc: Fa = max d - chiều dài cạnh cọc, d = 0.3 m 1 - chiều dài của cọc, l = 10 m 2x0.2817x 0.3? x10! Fa = ——————~—_~ _ = 0.000803 m? = 8.03cm? 28000 x (0.3 — 2 x 0.04) Chon 4916 c6 Fa= 8.042 cm?

Cọc được hạ xuống bằng búa Điêzen, không khoan dẫn Vi móng chịu mô

men khá lớn nên ta ngàm cọc vào đài bằng cách phá vỡ một phần bê tông đầu cọc cho trơ cốt thép dọc trên đoạn 20x = 20x 16 = 320 mm và chôn cọc vào đài thêm đoạn 8cm Vậy độ dài thực của cọc tính từ đáy lớp lót là 19.6 m đúng bằng

khoảng cách chọn đặt mũi cọc đến đáy đài ( sử dụng 2 cọc có độ dài 10m)

Trang 34

| 1 ee) 2202 ˆ œ1“ r^@) | 2) One 750 | F 3 ! 1000 | 1500 6000 1000 500 (@=50) * (a= 100) (a= 200) (a= 100) + (a=Bf) 10000 CẤU TẠO CỌC BÊTÔNG CỐT THÉP Ill XAC DINH SUC CHIU TAI CUA COC 1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc Sức chịu tải trọng nén theo phương dọc trục của cọc BTCT tiết diện đặc hình lãng trụ xác định theo công thức: P, = ø(R,#, + R„F„) ha - | | 1 1350 l2 1350 L | 30 j0 Với: ø là hệ số nén doc, g=1.0 vi coc khong xuyên qua lớp bùn R¿„ R, cường độ chịu nén tính tốn của bê tơng, của cốt thép F¿, F, diện tích tiết diện của bê tông, của cốt thép dọc => P, =Ix(900.0,3? + 0,0008042.28000) = 103,527 = 1035,2kW 2 Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền Ta xác định cường độ của cọc theo cường độ đất nền theo kết quả thí nghiệm trong phòng a Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nên: Chân cọc tỳ lên lớp cát hạt trung chặt vừa nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát n Pạ =m.(mạ.R.E + U.5 mạ, ],) 1 m = | coc lang tru, mili coc ty vào sét pha mạ = l; mạ = 1 hạ cọc bằng cách đóng cọc đặc bằng búa điêzen Chia đất nền thành các lớp đồng nhất Ở đây z, và H tính từ cốt thiên nhiên Cường độ tính toán của ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh f, được tra theo bảng Sinh viên thực hiện:

Trang 36

cap 12 176 | 12,27 | 16,164 Citbui | 2 196 | 40,46 | 80,92 1 1 206 | 41,36 | 82,72 Cát 0,5 211 | 80,89 | 40,45 trung 1 H = 21,6m tra bang được R = 3250 (kN) —> P¿= Ix(I x3250x0.3x0.3 + 4x0.3x509.9) = 764.34 kÑ Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nên: P, _ 764.34 K =

K, = 1.4 hé s6 an toan d6i voi dat Sức chịu tải tính toán của cọc: Pử =min(ŒP,, P„)= Pạ= 545.96 kN 3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng: Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra là _ P 545.96 _@xđ}` (3x03) Diện tích sơ bộ đế đài là c- NA _ 2280 “py, xh, xn 79748—22x2.5xI1.1 = 545.96 (kN) d it P = 797.48 (KN) = 3.12 (m’) Trọng lượng của đài và đất trên đài NR =nxE; xử, xy„ =1.1% 3.86 x 2.5 x 22 = 205.92(KN) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là N" =Nq +Nj = 2280 +205.92 = 2485.92(kN) Số lượng cọc sơ bộ là ne N“ _ 2525.76 “PRP 545.96

Để kể đến ảnh hưởng của mômen lấy số cọc n, = 6

Trang 37

-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD 100 1 450 | 450 lan 100 1400 100 250 } 900 } 900 } 250 100 2300

5 Chọn sơ bộ chiều cao đài cọc:

Chiều cao đài h„ được chọn theo điều kiện chống chọc thủng Ở đây có thể sơ

bộ chọn hạ từ điều kiện đáy tháp chọc thủng vừa trùm hết cạnh ngoài các cọc biên Khi đó phản lực các cọc đều nằm trong đáy tháp chọc thủng, lực chọc thủng = 0 —> chiều cao đài thoả mãn

Trang 38

Chiều cao đài chọn sơ bộ: — hạ=h, +h, =0.08 + 0.75 = 0.83 m lấy sơ bộ hạ = 0.85(m)

Với h, là chiều sâu cọc ngàm vào đài

Trang 39

7 Kiểm tra nên móng cọc theo TTGH 2

a Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng quy ước

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	5,51 MB