Đồ án nền móng cho nhà dân dụng và công nghiệp

Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG PHẦN I: THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT I ) Mặt cắt đòa chất : Được thăm dò bởi hai hố khoan chính với độ sâu khảo sát là 30 mét , mực nước ngầm ở đáy lớp đất này , gồm 4 lớp chủ yếu như sau : Đất đắp Lớp 1 MH 6 Lớp 2 MH 4 Lớp 3 CL5 Lớp 4 CL5 Chiều sâu hố khoan 1 (m) 2 4 18 20 30 Chiều sâu hố khoan 2 (m) 3 4 19 19 30 Chiều sâu hố khoan 3 (m) 2.5 4 18.5 19.5 30 Sơ đồ cấu tạo đặc trưng đòa chất khu vực đươcï vẽ lại như sau : Chú thích : Trang1 Lớp đất đắp Lớp đất MH Lớp đất CL y = 0.0922x + 5.9333 0 2 4 6 8 10 0 10 20 30 40 y = 0.0728x + 6.3067 0 5 10 0 10 20 30 40 y = 0.2355x + 35.967 0 20 40 60 80 0 50 100 150 200 Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG 2) Các đường cong chống cắt :  Lớp đất 1 : Hố khoan 1 Hố khoan 2 σ (Kpa) 10 20 30 10 20 30 τ (Kpa) 7.29 8 9 6.8 7.48 8 Lực dính : c = 6.307 KPa Góc ma sát ϕ = 4.16 0  Lớp đất 2 : Hố khoan 1 Hố khoan 2 σ (Kpa) 10 20 30 10 20 30 τ (Kpa) 6.45 7.42 8.5 7.2 8.26 8.84 Lực dính : c = 5.93KPa Góc ma sát ϕ = 5.27 0  Lớp đất 3,4 : Hố khoan 1 Hố khoan 2 σ (Kpa) 50 100 150 50 100 150 τ (Kpa) 49 58 75.5 47 60 67.6 Lực dính : c = 35.967 KPa Góc ma sát ϕ = 13.25 0 Trang 2 y = 4.1872x -0.1909 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 200 400 600 Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG 3 ) Các đường cong nén lún :  Lớp đất 1(MH): Hố khoan 1 σ (Kpa) ε 25 2.29 50 2.136 100 1.938 200 1.67 400 1.35 Hố khoan 2 : σ (Kpa) ε 25 2.166 50 2.025 100 1.826 200 1.554 400 1.276  Lớp đất 2(CL) : Hố khoan 1 σ (Kpa) ε 25 0.763 50 0.746 100 0.72 200 0.658 400 0.644 800 0.599 Hố khoan 2 : σ (Kpa) ε 25 0.776 50 0.765 100 0.747 200 0.72 400 0.689 800 0.655 Trang 3 y = 4.3847x -0.188 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 200 400 600 y = 0.9594x -0.067 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 100 200 300 400 500 y = 0.9007x -0.0431 0.65 0.7 0.75 0.8 0 100 200 300 400 500 Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG 4 ) Thiết lập các chỉ tiêu vật lý : Giả sử , chọn độ bảo hòa ( i 0 / 0 = 97 0 / 0 , tỷ trọng ∆ = 2.68). Hệ số rỗng ε 0 cụ thể của từng lớp đất tính theo trung bình cộng hai giá trò đầu tiên của mẫu đất : -Lớp đất MH : ε 0 = 2 166.229.2 + = 2.228 -Lớp đất CL : ε 0 = 2 776.0763.0 + = 0.7695 Dung trọng tự nhiên được tính theo công thức : γ t = 0 0 1 )*(* ε ε + +∆ G y n (T/m 3 ) - Lớp đất MH: MH t γ = 228.21 )228.2*97.068.2(*1 + + = 1.4997 (T/m 3 ) - Lớp đất CL: CL t γ = 7695.01 )7695.0*97.068.2(*1 + + = 1.9364 (T/m 3 ) Độ ẩm tự nhiên của các lớp đất được tính theo công thức : ω tn ( 0 / 0 ) = ∆ 0 * ε G *100 0 / 0 ( 0 / 0 ) -Dung trọng của lớp đất MH : ω MH tn = ω 2 tn = 68.2 228.2*97 *100 0 / 0 = 80.64 (100 0 / 0 ) - Lớp đất CL: ω CL tn = 68.2 936.1*97 *100 0 / 0 = 70.07 (100 0 / 0 ) Giới hạn Atterberg: * Chỉ số dẻo: A = ( N ω - D ω ) -Ứng với MH , chọn N ω = 60 , D ω =30 ⇒ A= 30 -Ứng với CL , chọn N ω = 40 , D ω =20 ⇒ A= 20 Lúc đó , độ sệt tương ứng của từng lớp đất dược tính cụ thể theo công thức : B= A Ntn )( ωω − - Lớp đất MH : B = 30 6064.80 − = 1.688 - Lớp đất CL : B = 20 2007.70 − = 2.5035 Trang 4 Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG BẢNG TỔNG HP CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA NỀN ĐẤT Ký Độ sâu (m) t γ Độ ẩm Hệ số rỗng ( Tỷ trọng Độ bảo hòa (G Giới hạn Atterberg Độ sệt Cắt trực tiếp N ω D ω A C (KPa) ϕ 0 MH 6 2.5 ÷ 4 1.4997 80.64 2.228 2.68 97 60 30 30 1.688 6.31 4.16 MH 4 4 ÷ 18.5 1.4997 80.64 2.228 2.68 97 60 30 30 1.688 5.93 5.27 CL 5 18.5 ÷ 19.5 1.9364 70.07 0.7695 2.68 97 40 20 20 2.054 35.97 13.25 CL 3 19.5 ÷ 30 1.9364 70.07 0.7695 2.68 97 40 20 20 2.054 35.97 13.25 BẢNG ĐẶC TRƯNG VỀ NÉN LÚN Hệ số nén a 01 (m 2 /KN) a 02 (m 2 /KN) a 03 (m 2 /KN) a 04 (m 2 /KN) a 05 (m 2 /KN) Lớp đất 1(MH2) 0.00190 0.00130 0.00092 0.00057 - Lớp đất 2(MH7) 0.00190 0.00130 0.00092 0.00057 - Lớp đất 3(SC7) 0.00041 0.00033 0.00020 0.00012 0.00006 Lớp đất 4(CH3) 0.00069 0.00036 0.00027 0.00015 0.00008 PHẦN II: THIẾT KẾ HAI PHƯƠNG ÁN MÓNG 1/ Sơ đồ tải trọng : 2) Phương án 1 : MÓNG CỌC Dựa trên sơ đồ tải trọng trên ,chọn ra 2 trường hợp bất lợi để tính toán thiết kế. Để móng làm việc như cọc đài tháp thì h min > h max và được chôn qua lớp đất đắp . Ở đây ta chọn hai tổ hợp tải trọng tiêu biểu cho việt thiết kế . Trường hợp 1 : N 1 = 55 T , M 1 = 12 Tm , H 1 = 4 Tm Trường hợp 2 : N 3 = 130 T , M 3 = -6 Tm , H 3 = 5 Tm Do đó , chiều sâu chôn móng chung cho hai tổ hợp này là : h m > 0.7 * tg(45 0 - 0 15 )* m tt B H , 2 γ Chọn B m =2 m : ⇒ h m >0.7*tg(45 0 - 2*997.4 40*2 *) 2 87.4 Trang 5 Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG h m >1.83 m Chọn h m =2 m 2.1)Chọn kích thước cọc : a)Kích thướt cọc : Chọn cọc có tiết diện 30 x 30 cm, cốt thép trong cọc loại C III , 4 ∅ 18 ,bê tông làm cột có M # 250 . Ta có : R a = 3400 kg/cm 2 ; F a =10.18 cm 2 = 10.18*10 -4 m 2 . R n =130 kg/cm 2 ; F c =900 cm 2 =0.09 m 2 . b)Khả năng chiệu tải của vật liệu : P VL ct = km* (R a F a + R n F c ) = 0.7*(3400*10.18*10+130 *900) = 106.13 T. 2.2)Chọn chiều sâu đóng cọc : Căn cú vào sơ đồ đòa chất , ta thấy lớp đất CL là lớp đất tốt , do đó mũi cọc phải xuyên vào lớp đất này . a)Lực ma sát khi cọc xuyên vào lớp đất . -Lớp MH6 : Ta có : ( ) ( ) [ ] 1 , 1111 7.07.0sin1 1 ctglqa v +−= σϕϕ = =[4.6325(1-sin4.16 0 )tg(0.7*4.16 0 )+0.7*0.631]*1.2*1.5=1.18926 T -Lớp MH4 : ( ) ( ) [ ] 2 , 2222 7.07.0sin1 2 ctglqa v +−= σϕϕ = =[8.5967(1-sin5.27 0 )tg(0.7*5.27 0 )+0.7*0.593]*14*1.2=15.43 T b) Chọn chiều sâu cọc cắm sâu 10 m vào lớp đất thứ 3 (CL5) : ( ) ( ) [ ] 3 , 3333 7.07.0sin1 3 ctglqa v +−= σϕϕ = =[16.78(1-sin13.25 0 )tg(0.7*13.25 0 )+0.7*3.597]*10*1.2=55.56T ⇒ Khả năng chòu tải do ma sát : 321 qqqq ns ++= =72.18 T ⇒ Khả năng chòu mũi ( )25.13 0 = m ϕ . ciiqcmm NchNdNq ***** ++= γγ γ Với :      = = = 055.10 14.3 835.1 c q N N N γ ⇒ 2 /59.109055.10*957.33814.21*41.33.0*92.0*854.1 mTq m =++= ⇒ Q m =q m *F c =109.59 *0.09 =9.8631 T Vậy khả năng chòu taải do ma sát tại mũi là : T QQ Q mms a 38.39 2 8631.918.72 2 = + = + = Trang 6 N 1 N tt Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG A-Với tổ hợp 1 :      == == == kNmTmH kNmTmN kNmTmM 404 55055 12012 1 1 1 ⇒ N tt =[(2.1 – 1) *0.5 + 2.2 * 2] * 4 * 55 * 1.2= =86 T 1) Chọn sơ bộ cọc : 6.2 38.39 86 *2.1 === a tt Q N n β ⇒ Chọn số cọc là 3 cọc ⇒ kiểm tra khả năng làm việc theo nhóm : N tt < n*Q a =0.87*3*39.38 86 T< 102.78 T Từ đó ta có sơ đồ móng vuông như sau : ⇒ Q 0max = =+ ∑ 2 max * i ny tt x xM n N = a Q<=+ 38.34 72.0*3 7.0*12 3 86 Q 0min = ms Q<=− 95.22 72.0*3 7.0*12 3 86 ⇒ cọc không bò nhổ 2) Kiễm tra khả năng lún : = tb γ 3 /334.8 5.25 10*25.1314*27.5*5.75.1*16.4 mkN= ++ ⇒ 0 08.2 4 == tb ϕ α A 3 =( 3.552 * 3.552 – 3 * 0.3 * 0.3)*(10*0.92+14*0.5121+1.5*0.506) =211.48 T a ) Khối lượng nền đất và cọc là : M c = (2.5-1)*0.3*0.3*25.5*3 = 10.3275 T. G 3 =221.8 T a) Khối lượng phần A 1 là : G 1 =2*2*(1.2*0.5*+2.2*2) = 20 T b) Khối lượng phần A 2 là : G 2 = (3.552*3.552-2*2)*(0.5*0.506+2*2)= =36.65 T Vậy N tt =G 1 + G 2 + G 3 +N tt 1 =333.45 T ⇒ 43.26 552.3*552.3 45.333 == tb σ T/m 2 Trang 7 N=550kNm M=120kNm H = 40 kNm Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG 14.32 552.3*552.3 6*12 43.26 max =+= σ T 72.20 min = σ T Với ϕ =13.25 0 ta có : A=0.26 , B = 2.08 , D = 4.59 83.61)59.4*597.33814.21*08.292.0*552.3*26.0(1.1 =++= tc R T/m 2 3) Tính lún : 05.53814.2143.26 =−= gl σ T/m 2 k – h k 0 tt σ gl σ h i z/k 0 1 21.3814 5.05 0.888 0.25 0.888 0.898 22.2 4.534 0.888 0.898 22.2 4.534 0.888 0. 5 1.776 0.5 23.0 2.525 S= igl c h F i * 0 ∑ σ β = cm2.0)888.0*5295.3888.0*792.4( 44.3027 8.0 =+ < S gh 4) Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài cọc : Chọn h = 0.5 m ⇒ h 0 = 0.45 m ⇒ Lực xuyên thủng P cmax = 2*P max =2*34.38 =68.76 T ⇒ Điều kiện xuyên thủng P c ≤ 3*(D + h 0 )*h 0 *R k ⇔ 68.76 T < 3(0.3+0.45)*0.45*100=101.25 T ⇒ Thỏa điều kiện xuyên thủng . 5) Tính cốt thép : Tải trọng lớn nhất tác dụng lên hai cọc biên : P max =34.38 T cách tay đòn : x = x max - 2 c B =0.7 – 0.3/2 =0.55 m ⇒ Moment tại vò trí mép chân cột M=2*0.55*34.38 =37.818 Tm ⇒ F a = a Ph M 9.0 0 = 2 5 92.35 2600*45*9.0 10*818.37 cm= Theo phương dọc :Chọn 8 cây ∅ 25, F a = 39.27 cm 2 Theo phương ngang : F ngang =0.5F dọc =4 cây ∅ 25=19.64 cm 2 Trang 8 Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG B-Với tổ hợp 2 : 1) Chọn sơ bộ cọc :      == == == kNmTmH kNmTmN kNmTmM 405 550130 1206 3 3 3 a) Số lượng cọc : Chọn móng 2 x 3 m 67.5 38.39 186 *2.1 === a tt Q N n β Chọn 7 cọc . B = 0.753 b) Kiẻm tra khả năng làm việc của nhóm : 7*39.38*0.753=207.57 > 186 (thỏa) 2) Xác đòmh khả năng chòu tải từng cọc Q 0max = =+ ∑ 2 max * i ny tt x xM n N = a Q<=+ 07.28 76.5 2.1*2.1*6 7 186 Q 0min = ms Q<=− 07.25 76.5 2.1*2.1*6 7 186 ⇒ cọc không bò nhổ 3) Kiểm tra khả năng chòu tải của đất dưới mũi cọc : 0 08.2= α Bề rộng móng qui ước : B = 0.926 * 2 + 1.7 =3.552 m Chiều dài móng qui ước :L = 4.552 m G = (4.552 * 3.552 – 7*0.3*0.3 ) * *(10*1.92+14*0.5121+1.5*0.506) = 266.18 T G = 0.3*0.3*25.5*7*(2.5-1) =24.09 T G 3 =226.18+24.09 = 250.27 T a)Trong khu vực 1: G 1 =6*(0.5*1.2+2.2*2)=30 T b) Trong khu vực 2: G 2 =(4.552*3.552-6)*(0.506*0.5+2*2)=43.25 T ⇒ N tc =43.25+30+250.27+130=453.52 T 05.28 552.3*552.4 52.453 == tb σ T/m 2 Trang 9 N tt N 1 α H = 40 kNm N=550kNm M=120kNm Bài thuyết minh đồ án môn học SVTH : Đoàn Minh Tứ NỀN MÓNG 54.28 552.4*552.3 6*6 05.28 2 max =+= σ T 56.27 min = σ T Với R tc = 61.83 T/m 2 vậy các điều kiện về ổn đònh nền đều thỏa 4) Tính lún : Ứng suất gây lún tại đáy móng khối qui ước : gl σ = 28.05-21.3814 = 6.67 T/m 2 Chia móng ra làm 4 phần b= 3.552 l = 4.552 l/b=1.28 Kết quả tính lún được ghi vào bảng sau: m hz − b hz − i h (m) 0 k bt σ (T/m 2 ) gl σ (T/m 2 ) tb σ (T/m 2 ) 0 0 0.888 1 21.3814 6.67 6.33 0.888 0.25 0.888 0.9 22.2 6.003 0.858 0.25 0.888 0.9 22.2 6.003 5.33 1.776 0.5 0.888 0.7 23 4.66 S= igl c h F i * 0 ∑ σ β = cm42.0)888.0*33.5888.0*33.6( 3027 8.0 =+ < S gh Trang 10 [...]...Bài thuyết minh đồ án môn học NỀN MÓNG SVTH : Đoàn Minh Tứ PHẦN III: MÓNG BĂNG Chọn móng băng như sau : Chiều dài móng 15 m , bề rộng móng 4 m , chiều cao đà 1.5 m , bề rộng đà 1 m Đặt móng ở độ sâu 1.5 m, kể từ mặt lớp đất 1 , tức là sâu 2.5 m kể từ lớp đất đắp Ta có : R tc = 1.1( ABmγ đn + Bγ i hi... đáy móng lớn nhất do tải trọng gây ra là 6.08 T/m 2; do đó áp lực thực tế tác dụng lên nền là : p = p1max + γ i hi =6.08 +4 + 1.2*1.5 =11.85 T/m2 > R tc Vì vậy ta cần phải gia cố nền Ở đây ta chọn gia cố nền bằng giếng cát; để đơn giản cho việc tính toán , ta γ 1 h1 + γ 2 h2 qui 2 lớp đất thành lớp đất chung với γ tb = =0.511 T/m3 h1 + h2 R tc Chọn chiều sâu giếng cát H=10 m,Lc=1.4m,dc=0.2 m, n=7 Bán... nạo vét và thay bằng lớp cát 2*2 = 2.2m có chiều cao là 1.8 Ứng với khả năng chòu tải của nền tại nơi đặt móng ta có chiều cao cát gia tải lần 1 là: (10.625 − 1.2 * 1.5 − 2.2 * 1.8) h1 = = 2.7 m 1.8 ⇒ e1 = 1.96 e2 = 1.78 Độ lún cuối cùng là : e −e   1.96 − 1.78 1  S =  1 2 − * H =  −  * 10 = 0.4040m = 40.4cm  1+ e  49   1 + 1.96  1  Trang 11 Bài thuyết minh đồ án môn học NỀN MÓNG ⇒a=... ϕ = 7.93 , c = 0.872T / m Tra bảng ta có: A=0.1386 , B = 1.5444 , D = 3.9644 2 E0AB=195.8T/m , tra bảng Ariweb E0B=2*195.8= 391.6 T/m2 ⇒ Trang 12 Bài thuyết minh đồ án môn học NỀN MÓNG SVTH : Đoàn Minh Tứ Từ đó ta có khả năng chòu tải của nền đất là Rtc=1.1(0.1386 * 4 * 0.626+1.5444*5.8+3.9644*0.872)=14 T/m2 3) Gia tải đợt 3 : Chiều cao đổ cát thêm : 14 − 6.25 * 1.8 − 1.2 * 1.5 = 0.53m 1.8 ⇒ e1 = 1.714,... , D = 3.9734 2 ⇒ E0B=2*195.8= 413.6 T/m2 E0AB=206.8T/m , tra bảng Ariweb Từ đó ta có khả năng chòu tải của nền đất là Rtc=1.1(0.1417 * 4 * 0.634+1.5568*5.8+3.9734*0.917)=14.33 T/m 2 Áp lực lớn nhất do móng gây ra cho đất nền là : Pmax = 7.2 + 4 + 1.2 * 1.5 = 132.14.33T / m 2 ⇒ Độ lún sau 12 tháng là S = S1 + S2 + S3 Trong đó :  1.96 − 1.78 1  S1 =  −  * 10 * 0.91 = 36.76cm 49   1 + 1.96  1.796... 0.885 = 11.37cm 49   1 + 1.796  1.714 − 1.68 1  S3 =  −  * 10 * 0.9022 = 0 49   1 + 1.714 Vậy S = 48.13 cm Độ lún khi ta đặt móng : 55 * 2 + 120 + 130 σ gl = + (1.2 − 0.634) * 1.5 = 6.849T / m 2 15 * 4 Tỷ số : L/B=3.75 Trang 13 Bài thuyết minh đồ án môn học NỀN MÓNG z−h hi 0 2 4 6 8 ( z − h) B 0 0.5 1 1.5 2 SVTH : Đoàn Minh Tứ k0 σ gl σ bt tb σ gl si 2 1 6.849 4.951 6.05 2 0.768 5.26 6.49 4.35... m 3 1+ ε 1 + 1.796 0 2 Từ ϕ = 7.52 , c = 0.708T / m Tra bảng ta có: A=0.1304 , B = 1.5116 , D = 3.9316 2 E0AB=171.2 T/m , tra bảng Ariweb ⇒ E0BN=2*171.1 = 342.4 T/m2 Từ đó ta có khả năng chòu tải của nền đất là Rtc=1.1(0.1304 * 4 * 0.608+1.5116*5.8+3.9316*0.708)=13.05 T/m2 2) Gia tải đợt 2 : Chiều cao đổ cát thêm : 13.05 − 4.9 * 1.8 − 1.2 * 1.5 hz = = 1.35m 1.8 ⇒ e1 = 1.796, e2 = 1.703 ⇒ etb = 1.7495... e2 1.96 − 1.78 = = 0.037(m 2 / T ) Pgl 2.7 * 1.8 k z (1 + etb ) 3.5 *10 −7 * (1 + 1.87) * 10 2 = = 27.15 * 10 − 4 cm 2 / s a *γ n 0.037 C *t ⇒ Tv = v 2 H 1) Gia tải đợt 1 : Chọn thời gian gia tảilà 4 tháng , t = 10368000 s 27.15 *10 −4 * 10368000 ⇒ Tv = = 0.028 ⇒ u v = 0.187 1000 2 27.15 * 10 −4 * 1.5 * 10368000 ⇒ Tr = = 2.15 ⇒ u r = 0.89 (1.4 * 10 2 ) 2 u = 1 − (1 − u r ) * (1 − u v ) = 1 − (1 − 0.187)... 1 6.849 4.951 6.05 2 0.768 5.26 6.49 4.35 2 0.504 3.45 7.487 2.9 2 0.351 2.4 8.755 2.405 2 0.247 1.69 10.023 0.8 S' = [ 2 * ( 6.05 + 4.35 + 4.35 + 2.9 + 2.045) ] = 5.9cm < 8cm (thỏa) 413.6 Chọn hệ số nền : c z = k * PghII 0 Với ϕ = 8.085 , tra bảng ta có : N γ = 0.7319, N q = 2.1533, N c = 7.6106 h *γ ⇒ PghII = N γ * + N q *γ * h + N c * c = 2 = 0.7319 * 4 * 0.634 + 2.1533 * 5.8 + 0.917 * 7.6106 = . 2 /625.10 )526.3*631.08.5*2596.0511.0*4*0632.0(1.1 )(1.1 mT cDhBABR iiđnm tc = ++= =++= γγ Tính áp lực trung bình bằng chương trình MONGBANG.EXE , ta thấy ứng suất trung bình dưới đáy móng lớn nhất do tải trọng gây ra là 6.08 T/m 2 ;