ĐỒ án cơ học đất nền MÓNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT VÀ NỀN MÓNG Cơ học đất –nền móng là 2 môn kĩ thuật cơ sở không thể thiếu đối với sinh viên ngành xây dựng công trình. Việc làm đồ án môn học này giúp thực hành những kiến thức được học nhờ đó nắm vững các giải pháp sử lý nền đất ,thiết kế móng. Đồng thời cũng làm quen với việc thiết kế một công trình cụ thể.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ -ĐỊA CHẤT

BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CƠ HỌC ĐẤT –NỀN MÓNG

ĐẾ SỐ:IX-1

SINH VIÊN:VŨ THỊ DUYÊN THẦY HƯỚNG DẪN: NHỮ VIỆT HÀ LỚP :XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM-K53

CẨM PHẢ , NGÀY 20 ,THÁNG 10,NĂM 2010

MỞ ĐẦU

Cơ học đất –nền móng là 2 môn kĩ thuật cơ sở không thể thiếu đối với sinh viên ngành xây dựng công trình ngầm.Việc làm đồ án môn học này giúp em thực hành những kiến thức được học nhờ đó nắm vững các giải pháp sử lý nền

đất ,thiết kế móng.Đồng thời cũng làm quen với việc thiết kế một công trình thể Nội dung yêu cầu của đồ án cụ thể như sau:

Cho một tường chắn dài 50m.Chiều rộng đáy tường bt=2,5m,Lưng tường nghiêng với phương thẳng đứng một góc Đất sau lưng tường là sét pha có trạng thái dẻo cứng Mặt đất nghiêng với phương nằm ngang một góc  Các thông số về kích thước của tường ,trọng lượng tường và các chỉ tiêu cơ lý của đất sau lưng tường như sau:

H

(m)

δ

(độ)

α (độ)

 (độ) ˳(độ) C(kg/

cm²)

γ

(t/m³)

(kg/

cm²)

G (t/m)

(hình 1)

bt

A

B H





NỘI DUNG CHÍNH PHẦN 1:TÍNH ÁP LỰC CHỦ ĐỘNG

A,Theo phương pháp giải tích của culông;

-Ta có:Ecmax=(c²)/2

-c= cos ²(−δ)

cos ²12 cos(16 °+12°) [1+√Z ]² với

Z= sin (+˳) sin ⁡(−α)

cos(˳+δ ) cos ⁡(α−δ )=

sin (24 °+16 °) sin ⁡(24 °−13 °) cos(16 °+12 °) cos ⁡(13 °−12 °)=¿0,14 -Ta tính được:c=0,6→Ecmax=36,93(T/m²)

- Ec cách đáy một đoạn x=H/(3.cosδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)δ)=8/(3cosδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)12°)=2,73(m)

- Tại B: σ2(b)=σ2-σ2c

σ2 c=¿2ctag(45°-/2)=1,56(T/m²)

σ2=c.γ.H=0,6.1,92.8=9,23(T/m²)→σ2(b)=7,67(T/m²).Ta có biểu đồ :(hình2)

B,Phương pháp đồ thị của culông

(hình 3)

(hình 4)

-Từ chân tường B ta kẻ các mặt trượt giả định BC1, BC2, BC3,BC4 hợp với phương nằm ngang các góc lần lượt là 70°,57°,48°,39°.Từ đó xác định được phương của E(hợp với đường thẳng vuông góc với tường một góc ˳)và phương của R(hợp với đường thẳng vuông góc với mặt trượt một góc).Ta xác định được góc của E1,E2,E3,E4,R1,R2,R3,R4hợp với phương nằm ngangvà trọng lượng của các lăng thể trượt (G=γw.S)là:

Góc hợp với

phương nằm

ngang

-Sau khi đã xác định được trọng lượng lăng thể ,phương của E,R ta biểu diễn lên hình(biểu diễn G với tỉ lệ 0,1) ,nối cácgiao điểm của E ,R bằng đường cong

và kẻ tiếp tuyến từ đó xác định được MK=3,7→EC=37(T/m²).So sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ánh kết quả với phương pháp giải tích ta được :100-(36,93/37).100=0.19%<2%→t/m yêu cầu.Các bước được thể hiện trên( hình 3),(hình 4)

PHẦN 2:THIẾT KẾ MÓNG

A,Xác định kích thước móng

-Chọn móng nông chiều sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)âu chôn móng là h=1,5m

-Tính tải trọng tác dụng lên móng Pᵀᶜ gồm:

*Trọng lượng tường G=83(T/m)

*Thành phần thẳng đứng của Ecđ(E2)

→Pᵀᶜ=E2+G=36,93.sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)in28°+83=100(T/m)

-Chiều rộng của móng là nghiệm của phương trình :b²+K1b-K2=0

Với K1=M1.h+M2.C/γw -M3.h.βγm/(m.γw)

K2=M3.Pᵀᶜ/(γw .m)

-Trong đó M1,M2,M3 là các hệ sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ố tra bảng phụ thuộc vào (=24°)

⟹M1=5,39 ; M2=8,98 ;M3=1,39

m :hệ sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ố điều kiện làm việc của công trình ta chọn bằng 1

β.γm:chọn bằng 2(T/m³)

C=0,12kg/cm =1.2T/m²=1.2T/m² ²=1.2T/m²

⟹K1=5,39.1,5+8,98.1,2/1,92-1,39.2.1,5/1,92=11,52

K2=1,39.100/1,92.1=72

⟹b²+11,52b-72=0⟹b1=4,5(m)

b2=-16(m)(loại)

Vậy ta có b=4,5m

B,Kiểm tra kích thước móng :

-Chọn chiều sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)âu hm là 1m

-b phải thỏa mãn điều kiện b≤bgh=bt+2hm.tgαgh⟹4,5=2,5+2.1.1⟹T/m C,Kiểm tra iều kiện chịu lực của nền :điều kiện chịu lực của nền :

N=P +G 1ᵀᶜ+G 1

G1:Trọng lượng của móng và ất trên móng tính cho một mét dài điều kiện chịu lực của nền : móng

G1=b.h.β.γm=4,5.1,5.2=13,5(T/m)⟹N=100+13,5=113,5(T/ m)

Áp lực truyền áy móng là N/b=25(T/m )điều kiện chịu lực của nền : ²=1.2T/m²

R =m.(A.b+B.h).γ+c.D=1.(0,72.4,5+3,9.1,5).1,92+1,2.6,45=25(T/m)ᵀᶜ+G 1

⟹N/b tm yêu cầu≤ Rᵀᶜ ⟹ đất ổn ịnh.(A,B,C tra bảng phụ thuộc vàođiều kiện chịu lực của nền :  A=0,72;B=3,9;C=6,45.)

-Vậy móng rộng 4,5 m ; sâu 1,5m;chiều cao móng là 1m.Móng gồm 3 bậc mỗi bậc cao 1/3m.Ta có sơ ồ móng :(hình5)điều kiện chịu lực của nền :

h

hm

ci hi

C,Tính toán thép trong móng:

-Để đảm bảo an toàn thì bề dày lớp phủ bê tông trên cốt thép phải thỏa mãn :

ho≥a.m.Rcp)

σ=P+G b (P=Pᵀᶜ.n)

σ:ứng sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)uất tiếp xúc đáy móng tính cho một đơn vị mét dài

⟹σ=(100.1,1+13,5)/4.5=27,4(T/m²)

a:khoảng cách từ mép móng ến mép tường (a=1m)điều kiện chịu lực của nền :

Chọn bê tông mác 200→RCP=90

⟹ho ≥ 27,4.1/(1.90)=0,3(m)

Vậy ta chọn ho=0,95m chiều dày lớp bê tông bảo vệ là 0,05m

-Tính sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ố lượng cốt thép cần bố trí vào đáy móng :

Số cốt thép chính do mômen M gây ra là:

F=M/(m.ma.Ra.ho)

Trong đó M=σ a ² L2 =27,4.1.1/2=13,7(T.m)

(L=1 đơn vị chều dài)

m : hệ sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ố làm việc của bê tông chọn bằng 1

ma : hệ sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ố làm việc của cốt thép chọn bằng 1

Chọn thép TC3:Ra=2100kg/cm²=21000T/m²

⟹Fa=13,7/(1.1.21000.0,95)=0.00068(m²)=6,8cm²

Chọn thép chịu lực →fa=0,6².1.13(cm²)

-Số cốt thép cho một đơn vị chiều dài là :

n =Fa/fa=6,8/1,13=6 thanh

Khoảng cách giữa các thanh cốt thép C là :

Trong đó :

N=L.n=50.6=300

e : là chiều dày lớp bê tông bảo vệ chọn bằng 0,05m

⟹C=(50-0,1)/(300-1)=0,17m=17cm

Có sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ơ đồ:(hình 6)

5mm 3mm

Thép bên dưới là thép chịu lực,thép bên trên là thép phân bố chọn 6

PHẦN 3:TÍNH ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT , TRƯỢT

Ta cần xác định mặt trượt nguy hiểm nhất Theo culông mặt trượt được giả thiết

là một mặt phẳng.Mặt trượt nguy hiểm nhất là mặt mà tại đó áp lực chủ động của đất tác dụng lên tường chắn là lớn nhất Để xác định mặt trượt nguy hiểm nhất ta sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ử dụng phương pháp đồ thị của cuman.Từ B kẻ trục ma sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)át BD hợp với phương nằm ngang một góc  và trục hướng BK hợp với lưng tường một góc

+o .Vẽ các mặt trượt BC1, BC2, BC3,BC4 như phương pháp culông có trọng lượng các lăng thể , trên BD kẻ BF=G1(theo tỉ lệ 0.1) từ Fkẻ đường thẳng sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ong sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ong với BK cắt BC1 tương tự như thế ta biểu diễn G2,G3,G4 Ta nối các giao điểm của mặt trượt và BF bằng đường cong ,rồi kẻ tiếp tuyến xác định được áp lực chủ động là đoạn gn -n và mặt trượt nguy hiểm nhất trùng với BC3.(hình 7)

A

B

D

N C4



g3

g4 D

n

=gn

A,Tính ổn định lật:

- Lực gây lật gồm thành phần nằm ngang của EC (E1)

-Lực chống lật gồm của thành phần thẳng đứng của EC(E2) , trọng lượng tường(G) ,trọng lượng móng và đất trên móng(G1) ,lực dínhT ngăn mặt trượt trượt xuống gây lật tường

⟹ME1=E1.KN=EC.COS28°.KN=36,93.COS28°.4,2=136,95(T.m)

ME2=E2.OK=EC.SIN28°.OK=36,93.SIN28°.2,9=50,3(T.m)

M(G+G1)=(G+G1).b/2=(83+13,5).2,25=217(T.m)

MT=T.OM=c.BC3.OM=1,2.14,3.1,6=27,456(T.m)

⟹cl/Mgl=[ME2+M(G1+G2)+MT]/ME1=(50,3+217+27,456)/136,95=2,1

Vậy >[

(hình 8):

o-o'

A

B

M

T=C.BC3

EC

E1

E2

C3

N

K

B,Tính ổn định trượt :

Fct/Fgt

Fct bao gồm: các lực thẳng đứng nhân với hệ sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ố ma sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)át trong của đất cộng Với lực T

⟹E2+G+G1).tg+ T

]/E1=[(17+83+13,5).tg24°+17,6]/32,6=2,08>[

PHẦN 4:TÍNH LÚN

Độ lún của móng là:

S=β E.hi.∑

i=0

n

σi

-Tính σi để vẽ biểu đồ ứng sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)uất phụ thêm và tính ứng sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)uất bản thân của đất ,từ đó xác định chiều sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)âu vùng hoạt động nén ép

Ta có :σz=ko.Pgl

Pgl=P-γh=[(E1+G+G1)/b]-γ.h=25-1,92.1,5=22,12(T/m²)

Ko là hệ sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ố tra bảng phụ thuộc vào l/b và z/b

bt=γ (h+z )

ao: hệ sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ố nén lún rút đổi

ao=β/E=0,62/161,7=0,0038(cm²/kg)=0,00038(m²/T)

-Coi tải trọng thẳng đứng là phân bố đều

-Chia nền đất thành các lớp phân tố có chiều dày là hi =0,2b=0,9m

Điểm

tính

Zi(m) bt(T/

m²)

m²)

3 1,8 6,336 >10 0,4 0,881 19,49

Tại điểm 15 có z=4,955(T/m²);bt =27,072(T/m²) thỏa mãn điều kiện z≤ 0,2bt nên chiều dày vùng hoạt động nén ép là 12,6m

⟹ Độ lún cuối cùng là:

S=0,9.0,00038.(22,12/2+21.61+19,49+16,7+14,2+12,2+10.6+9,3+8,3 +7,45+6,8+6,2+5,7+5,3+4,9/2)=0,055m=5,5cm

-Biểu đồ ứng sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)uất dưới đáy móng như sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)au:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

2,88 4,6

27,072

bt(T/m 2

)

) (T/m 2



16,7 14,2

22,12 21,6 19,49

12,2 10,6 9,3 8,3 7,45 6,8 6,2 5,7 5,3 4,9

z

KẾT LUẬN

Việc tính toán nền móng dưới tường chắn thu được kết quả sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)au :

1/ Áp lực chủ động lên tường chắn là 36,93(T/m²)

2/Móng có kích thước b=4,5m h=1,5m hm=1m

3/Tường không bị lật trượt

4/Độ lún cuối cùng tại tâm là 5,5m

Trong quá trình làm đồ án nhờ sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ự giúp đỡ của thầy hướng dẫn và các bạn em

đã hoàn thành được đồ án CƠ HỌC ĐẤT –NỀN VÀ MÓNG Mặc dù đã hoàn thành nhưng không tránh khỏi những sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ai xót em mong được thầy và các bạn góp ý

Một lần nữa em chân thành cảm ơn sδ)=8/(3cos12°)=2,73(m)ự giúp đỡ của thầy NHỮ VIỆT HÀ đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Đồ án cơ học đất nền móng _PGS.TS TẠ ĐỨC THỊNH ,THẠC SĨ

NGUYỄN VĂN PHÓNG,nhà xuất bản xây dựng

2.Cơ học đất -TS.TẠ ĐỨC THỊNH ,PGS.TS NGUYỄN HUY

PHƯƠNG,nhà xuất bản xây dựng

CẨM PHẢ ,NGÀY 20 , THÁNG 10 NĂM 2010

SINH VIÊN

VŨ THỊ DUYÊN