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

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.. - Tải trọng công trình khá lớn, lớp đất trên cùng là đất trồng trọt

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:

- 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

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

Lớp dat day nhiên | Tiếng hạt W chảy We trong Cy dang

Trang 3

trạng thái của đất cát pha là trạng thái dẻo

Lớp 5: Đất sét pha 4, chiều dày 3 m

pha là trạng thái dẻo mềm

Lớp 6: Đất cát pha 3, chiều dày 4m

Trang 5

-3-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG

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

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)

+ Cường độ tính toán của lớp đất sét:

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

IV KIEM TRA KiCH THUGC SO BO DAY MONG

a Theo điều kiện áp lực đáy móng:

Trang 7

-6-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD

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°)

Ứng suất gây lún tại đế móng:

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

why ait yey = 233.83(KN)

c Kiém tra kích thước móng theo điêu kiện biến dạng

Chia các lớp phân tố dày hi =b/4 = 0.45m

Quá trình tính toán được lập thành bảng sau:

4 18 | 133 | 2 0.402 66.33 64.78

5 | 2.25 | 1.33 | 2.5 | 0.298 49.17 73.06

6 2.4 | 1.33 | 2.67 | 0.272 44.88 75.82

7 | 285 | 1.33 | 3.17 | 0.206 33.99 83.97 Lớp3| 8 33 133 | 3.67 | 0.161 26.56 92.11

9 35 | 1.33 | 3.89 | 0.146 24.09 95.73 Lớp4| 10 | 3.95 | 1.33 | 4.39 | 0.117 19.30 104.96

Trang 9

Trang 11

-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD

Lấy chiều cao móng h, =0.7m

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

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

- 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

không 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

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

se Mô men tương ứng với mặt ngàm I-I

Trang 13

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:

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

MONG NONG TREN NEN NHAN TAO

I TAI LIEU THIET KE

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

- 14 -

Trang 15

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

Lớp II: Đất sét 5, chiều dày 2.5m

pha là trạng thái dẻo

Lớp 13: Đất sét pha 4, chiều dày 3 m

= in 768 _4 68 7„ 10

sét pha là trạng thái dẻo mềm

Lớp 14: Đất cát pha 1, chiều dày 1.1 m

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

trạng thái của đất cát pha là trạng thái dẻo

Lớp 15: Đất cát pha 2, chiều dày 1.2m

cát pha là trạng thái dẻo

Lớp 16: Đất cát bụi 1, chiều dày 3.5m

Trang 17

Sinh viên thực hiện

- Tĩ -

Trang 18

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 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)

18

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

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

Vì móng chịu tải lệch tâm nên tăng diện tích móng lên:

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

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:

Trang 21

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:

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

g Kiểm tra chiêu cao đệm cát theo điều kiện biến dạng

Tra bảng quy phạm với cát thô vừa, chặt vừa được

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

+ Ứng suất gây lún tại trọng tâm diện tích đáy móng :

7 | 22 | 14 | 293 | 0244 53.76 70.92 Lp3| 8 | 2575| 14 | 343 | 0.189 9 | 295 | 14 | 393 | 0.15 41.64 33.05 78.23 85.55

Trang 23

Do vậy ta lấy giới hạn nền đến độ sâu 5.2m kể từ đáy móng

Độ lún của các lớp phân tố là: s, = Pa of! xh, = “xo! xh,

Trang 25

-_94-THUYET MINH DO AN NEN VA MONG GVHD

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:

Q<Q, hay Ny, < 0.75 x R, x hy x by, Pmox L1 ]| INT Đmin

Trang 26

Ta lại có: Pax =P" min Ú

" Lay x (Plows — Ph nin) _ 0.15x (429.94 — 76.72)

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

se Mô men tương ting voi mat ngam I-I

Trang 27

Khoảng cách cần bố trí cốt thép dài:

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

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:

Khoảng cách từ mép móng đến mép cột theo phương cạnh ngắn là:

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

- 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 ; 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

Lớp dat dày (m) Chiêu nhiên ety riéng hat | “™ y, W chay W deo Wp trong ẽ Cy dạng E

h 9, 9,

Trồng trọt|_ 0.5 17

Sét 3 18.4 26.5 38 45 26 17 27 10000 Sét 5 1.1 18.1 26.9 43 46 27 11 14 4000 Cat pha 1 20.5 26.6 18 21 15 22 20 18000 Sét pha 4 3 18.5 26.8 30 36 22 16 10 10000 Cat pha 3 4 19.5 26.8 24 27 21 16 21 10000 Cat pha 2 1.2 19.2 26.5 22 24 18 18 25 14000 Cat bui 1 3.5 19.2 26.5 23 30 18000

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	5,51 MB