ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG TRẦN ĐÌNH KHÁNH LỚP 01X1A ĐH BÁCH KHOA ĐN

- Lập bảng tính hệ số nén lún a cm2/kg II - Nhận xét và chọn phương án thiết kế: Từ tính chất cơ lý của 3 lớp đất đã xét ở trên ta nhận thấyđất nền cho công trình có độ khít hạt tương đố

Phần I:

ĐÁNH GIÁ NỀN ĐẤT VÀ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG

ÁN THIẾT KẾ MÓNG

I - Đánh giá nền đất:

Nền đất gồm 3lớp :

Lớp đất Chiề

udày(m)

Tỷ trọng(∆)

Dung trọng

(g/

cm3)

Độẩm tựnhiênW()

Giớihạnnhão

Wnh()

Giớihạndẻo

Wd()

Gócnộimasát

(độ)

Lựcdínhđơn vịc(kg/cm2-

)Sét 3 2,72 2,00 22 40 20 20 0,28Cát hạt

20 22 W

W

W W

d s

) 22 01 , 0 1 ( 1 72 , 2 1 ) W

72 , 2 22 01 , 0 e

W 01 , 0

 đất ở trạng thái bão hoà nước

3 0

685 , 0 1

) 1 65 , 2 ( 1 1

) 1 (

cm g

) 22 01 , 0 1 ( 1 64 , 2 1 ) W 01 , 0 1 (

66 , 0

64 , 2 22 01 , 0 e

W 01 , 0

 đất ở trạng thái bão hoà nước

- Lập bảng tính hệ số nén lún a (cm2/kg)

17 20 W

W

W W

d s

, 1

) 20 01 , 0 1 ( 1 65 , 2 1 ) W

65 , 2 20 01 , 0 e

W 01 , 0

 đất ở trạng thái bão hoà nước

- Lập bảng tính hệ số nén lún a (cm2/kg)

II - Nhận xét và chọn phương án thiết kế:

Từ tính chất cơ lý của 3 lớp đất đã xét ở trên ta nhận thấyđất nền cho công trình có độ khít hạt tương đối, độ nén lúntrung bình đến ít lún nên có thể dùng làm nền thiên nhiên màkhông cần phải gia cố đặc biệt

Từ nhận xét trên ta đi đến chọn phương án thiết kế móngcho công trình là loại móng đơn giản, thông dụng Có 2 phươngán:

1 - Phương án móng nông

2 - Phương án móng cọc

Sau đây là quá trình thiết kế thể hiện 2 phương án trên:

Phần II

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG NÔNG

A - TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG NÔNG CỘT GIỮA

- Tải trọng tác dụng tại mặt móng thể hiện ở bảng dưới, hệ số vượt tải n = 1,2

1 Chọn chiều sâu chôn móng:

Theo cấu tạo của nền đất đã xét thì lớp thứ nhất là lớp sét đủ tiêu chuẩn làm nền thiên nhiên, nên chọn chiều sâu chôn

Móng nằm trong lớp sét có  = 20o và c = 0,28 kg/cm2

2 Sơ bộ chọn kích thước đáy móng:

Thiết kế đáy móng hình chữ nhật

F

h F

tc o

hR

NF









292 , 79

Vậy F = 4,8 m2 > F*  thỏa mãn điều kiện sơ bộ

Vì móng chịu tải trọng lệch tâm bé nên kiểm tra theo điều kiện:

tc max

tc min

  0

tc tb

  Rtc

+ Aïp lực tiêu chuẩn ở đế móng xác định theo công thức:

tc min max,

 = tco ) tb hm

a

e 6 1 ( F

7,025,1083,2N

hQM

tc o m

tc o

tc

o      

tc min max,

4 , 2

039 , 0 6 1 ( 8 , 4

292 , 79

tc min

tc max 

min

 > 0tc

tb

gan= 30,128)

 nền đất đủ khả năng chịu lực

3 Kiểm tra lún cho nền đất

Vì móng sơ bộ có b < 10 m, lớp đất có bề dày khá dày nên tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp

b1) Xác định áp lực gây lún :

nền đất gây ra:

i i im

Zi  h z



Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3 m nên đối với



e 1

) 1

1 ) 1 72 , 2 (

1 ) 1 64 , 2 (

1 ) 1 65 , 2 (

b4) Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do tải trọng gây lún Pgl

xuống các lớp dưới:

gl oi

P

Zi  k  P



Xác định phạm vi tính lún:

Tại điểm 10 có :

9 , 1 5

478 , 9 498 , 1 5

kết thúc việc tính lún tại điểm 10 có H = 5 m

b5) Tính lún theo công thức: s = s i

i i 1

i 2 i

1

e 1

e e

P 1

  

Lập bảng tính lún

s = si = 5,4 (cm) < sgh = 8 cm đảm bảo điều kiện lún cho

phép

5 Xác định chiều cao và tính cốt thép cho móng:

- Giả thiết chiều cao móng là 0,7 m, kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng:

tt tb

5 , 121

 T/m2

Fct =act  bct = (ac +2 ho)(bc

+2 ho)

= (0,6 + 20,66)(0,55 +20,66)

Vậy chọn chiều cao móng h = 0,7 m

b) Tính cốt thép cho đế móng:

- Aïp lực tính toán ở đế móng:

P1i(T/m 2 )

P2i(T/m 2 ) e1i e2i

si(cm)

Á cát 10 10 5 1,2 5 0,086 1,498 9,448 9,221 10,874 0,564 0,557 0,2

2 4 6

3 5

1,2 0,5

0 0

3 0,21

1,5 1,2 1,5 1,2

6,000 16,677

14,253

12,982 9,373 6,64 6,494 6,247

17,52

19,168 5,000

3,000 4,000 3,5

4,5 5,5

0,605

0,628

0,649 0,646 0,643 0,641

0,608 0,614 0,624 0,626 0,41

0,32

1,31 1,14 0,88 0,54

3,5 7

0,162 0,127 0,103

1,2 1,2 1,2

3,5 4 4,5

0,629 0,25 7,976

7,482

0,2 8,223

0,634

12,501 0,64

8,717 2,225

a a

tt min max,

a

e 6 1 ( F

N tt

4 , 2

039 , 0 6 1 ( 8 , 4

5 ,

121 



tt max

tt min

- Tính toán và bố trí thép:

o a a

= 22,502 Tm

Thế vào (*) 

14 , 17 66 , 0 26000 85

, 0 9 , 0

522 , 17

B- TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG NÔNG

1 Chọn chiều sâu chôn móng:

Theo cấu tạo của nền đất đã xét thì lớp thứ nhất là lớpsét đủ tiêu chuẩn làm nền thiên nhiên, nên chọn chiều sâu chôn

Móng nằm trong lớp sét có  = 20o và c = 0,28 kg/cm2

2 Sơ bộ chọn kích thước đáy móng:

Thiết kế đáy móng hình chữ nhật

F

h F

o tc

hR

NF

Vì móng chịu tải trọng lệch tâm nên lấy F* = 1,3F = 1,3 

Vậy F = 3,96 m2 > F*  thỏa mãn điều kiện sơ bộ

Vì móng chịu tải trọng lệch tâm bé nên kiểm tra theo điều kiện:

tc max

tc min

  0 (*)

tc tb

  Rtc

+ Aïp lực tiêu chuẩn ở đế móng xác định theo công thức:

tc min max,

 = tco ) tb hm

a

e 6 1 ( F

hQM

tc o m

tc o

tc o

2 , 2

054 , 0 6 1 ( 96 , 3

tc min

tc max 

min

 > 0tc

tb

  Rtc = 29,924 T/m2

 nền đất đủ khả năng chịu lực

3 Kiểm tra lún cho nền đất.

Vì móng sơ bộ có b < 10 m, lớp đất có bề dày khá dày nên tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp

b1) Xác định áp lực gây lún :

nền đất gây ra:

i i im

Zi  h z



Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3 m nên đối với



)1( n

3

đn 

 T/m3

b4) Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do tải trọng gây lún Pgl

xuống các lớp dưới:

gl oi

P

Zi  k  P



Xác định phạm vi tính lún:

Tại điểm 10 có :

9 , 1 5

478 , 9 618 , 1 5

kết thúc việc tính lún tại điểm 9 có H = 4,5 m

b5) Tính lún theo công thức: s = s i

i i 1

i 2 i

1

e 1

e e

zi 

   P2i = P1i +

2

P zi

P 1

  

Lập bảng tính lún

s = si = 5,7 (cm) < sgh = 8 cm đảm bảo điều kiện lún cho

P1i(T/m 2 )

P2i(T/m 2 ) e1i e2i

si(cm)

2 4 6

3 5

1,2 0,5

0 0

3 0,21

1,5 1,2 1,5 1,2

6,000 17,577

14,898

14,027 10,127 7,174 6,494 6,247

18,93

20,349 5,000

3,000 4,000 3,5

4,5 5,5

0,603

0,627

0,649 0,646 0,643 0,641

0,606 0,612 0,623 0,626 0,43

0,34

1,37 1,22 0,94 0,57

3,5 7

0,162 0,127 0,103

1,2 1,2 1,2

3,5 4 4,5

0,628 0,26 7,976

7,482

0,21 8,223

0,634

12,964 0,64

8,717 2,404

11,24

1,954

3,057

8,964 0,086 1,618

5 Xác định chiều cao và tính cốt thép cho móng:

a) Xác định chiều cao móng:

- Giả thiết chiều cao móng là 0,7 m, kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng:

tt tb

42 , 95

đủ khả năng chịu lực cho móng

b) Tính cốt thép cho đế móng:

- Aïp lực tính toán ở đế móng:

tt min max,

a

e 6 1 ( F

N tt

2 , 2

054 , 0 6 1 ( 96 , 3

42 ,



tt max

tt min

- Tính toán và bố trí thép:

o a a

= 15,9235 Tm

Thế vào (*) 

001213 ,

0 66 , 0 26000 85

ct

b b

Q M N

Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài:

, 0 9 , 0

515 , 47

Phần III

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CỌC

A- TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CỌC CỘT

2.Chọn kích thước cọc và độ sâu đặt đế đài:

- Chọn cọc bêtông cốt thép tiết diện vuông 30  30 cm,

- Cọc dài 12 m, lớp bêtông bảo vệ 3 cm

- Cốt thép trong cọc gồm 416, có Fct = 8,04 cm2

- Ngàm cọc vào đài bằng cách đập vỡ bêtông đầu cọc chochìa cốt thép ra đoạn 35 cm và ngàm phần đầu cọc chưa bịphá bêtông vào đài 15cm Cọc ma sát hạ bằng búa thường

- Độ sâu đặt đế đài là hm = 1,5 m

- Làm lớp bêtông lót vữa xi măng cát mác 50 dày 10 cm

3.Xác định sức chịu tải của cọc:

a.Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Pvl = m.(Rb.Fb + Ra.Fa)

Trong đó:

m: hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc vào loại đài và số cọc trong móng:

phẳng mũi cọc, lấy mR = 1

cọc, lấy mf = 1

F : diện tích tiết diện ngang của cọc, F = 0,09 m2

i

l :chiều dày của lớp đất thứ i

R: phản lực của nền đất tại mặt phẳng mũi cọc tra

- Chọn khoảng cách giữa các cọc là 3d.

- Aïp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra

2 2

2 gh

) 3 , 0 3 (

002 , 36 )

d (

292 , 79 37

h

N

m tb tc

N

n 

95 , 3 002 , 36

19 , 129 1

4 Xác định chiều sâu đặt đài cọc :

) bH

2 45 ( tg

167 , 3 ) 2

20 45 ( tg

chọn hm = 1,5 m là thỏa mãn

5.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc:

Vì cọc được bố trí theo hai phương đều nhau nên ta có công thức kiểm tra

-Với cọc chịu kéo :Pmin ≤ Pk

-Với cọc chịu nén: Pmax ≤ Pn = Ptt

tt max

P =

max 2

tt x

n 1 i

tt

y.yi

Mn

tt x

n 1 i

tt

y.yi

Mn

95 , 129

95 , 129

6 Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng mũi cọc :

Ta xem toàn bộ đài cọc và phần đất phủ lên nó như một

móng khối quy ước, góc nội ma sát trung bình của đất từ mũi cọc trở lên xác định theo

o o

o o

i

i i

7 3 4 , 1

7 24 3 28 4 , 1 20 l

 



Aqư = Bqư = 1,4 + 211,4tg6,14o = 3,85 m

Fqư = 3,853,85 = 14,8225 m2

Xác định trọng lượng của khối móng quy ước

+ Trọng lượng của đài và đất trên đài :

333 , 17 N

04 , 0 6 1 ( 8225 ,

14

101 , 462 )

A

e 6 1 ( F

N

qư qu

tc tc

7 Kiểm tra lún :

 Aïp lực gây lún do tải trọng công trình:

Pgl = tbtc - Htb = 31,1755 - 132 = 5,1755 T/m2

 Chia lớp đất thành các lớp hi 0,4 Bqư = 0,43,85 = 1,54 mChọn hi = 0,2 Bqư = 0,23,85 = 0,77 m

1,027 T/m2 để tính áp lực gây lún do tải trọng bản thân của đất gây ra

 Vẽ các biểu đồ ứng suất do tải trọng bản thân của đất gây ra

i i im

Zi  h z



gl oi

P

Zi  k  P



kết quả tính toán ghi trong bảng sau:

Xác định phạm vi tính lún:

Tại điểm 4 có :

999 , 2 5

99 , 14 324 , 2 5

kết thúc việc tính lún tại điểm 4 có H = 3,08 m

Tính độ lún :

i i 1

i 2 i

1

e 1

e e

zi 

   P2i = P1i +

2

P zi

P 1

P1i(T/m 2 )

P2i(T/m 2 ) e1i e2i

si(cm)

Á

cát

0,4 0,4 0,3 0,2

0,534 0,549

0,548 0,546

0,534 0,536 0,537

13,556 13,967

18,628 18,522 14,173

3,136 14,583 18,016

17,519

14,378 14,789

4,140 2,324 2,31 1 1,2

5,176

0,606 0,8 0,8

13,351

1 0,77 1 0,4 0,96 4,968 13,762

0 2 4 3

z

zi

 zi

s = si = 1,24 (cm) < sgh = 8 cm đảm bảo điều kiện lún cho phép.

.8.Kiểm tra khi vận chuyển và khi treo lên giá búa

q: trọng lượng bản thân của cọc quy ra mét dài:

9.Tính toán và cấu tạo đài cọc:

Kiểm tra chiều cao đài theo điều kiện chọc thủng

Vì đáy tháp chọc thủng nằm tràn ra ngoài trục các cọc Nhưvậy đài cọc không bị chọc thủng

Kiểm tra điều kiện uốn cho đài:

Việc kiểm tra chịu uốn của đài sẽ được giải quyết bằngcách đặt thép chịu những mômen lớn nhất tại tiết diện bấtlợi nhất

Mômen lớn nhất sẽ xuất hiện ở hai mép của cột hoặc đàiMômen tại tiết diện I -I

, 0 9 , 0

0505 , 17 h

R m 9 , 0

M

o a a

Chiều dài 1 thanh thép: l = 1550 mm

Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài:

, 0 9 , 0

868 , 17 h

R m 9 , 0

M

o a a

Chiều dài 1 thanh thép: l = 1550 mm

Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài:

cm 75 , 0 m 000075 ,

0 35 , 0 26000 85

, 0 9 , 0

522 , 0 h

R m

9

,

0

' M

Chọn 116 làm móc Fa = 2,011 cm2

Ngoài ra do khi hạ cọc bằng búa nên đầu cọc được bố trí theo cấu tạo các lớp thép để bảo vệ đầu cọc

Bố trí 5 lưới thép 6, a = 50 cm

Mũi cọc bố trí thép gia cường 28 góc vát  = 30o, cốt đai 6 bố trí như trong bản vẽ.

B - TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CỌC CỘT

2.Chọn kích thước cọc và độ sâu đặt đế đài:

Giống như đối với móng cọc cột giữa

3.Xác định sức chịu tải của cọc:

a.Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng :

- Chọn khoảng cách giữa các cọc là 3d

- Aïp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra

Fđ = 2 , 09

5 , 1 2 039 , 37

71 h

N

m tb tc

N

n

13 , 3 002 , 36

317 , 102 1

917 , 4 ) 2

20 45 ( tg

chọn hm = 1,5 m là thỏa mãn

5.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc:

Vì cọc được bố trí theo hai phương đều nhau nên ta có công thức kiểm tra

-Với cọc chịu kéo :Pmin ≤ Pk

-Với cọc chịu nén: Pmax ≤ Pn = Ptt

tt max

P =

max 2

tt x

n 1 i

tt

y.yi

Mn

tt x

n 1 i

tt

y.yi

Mn

845 , 102

845 , 102

6 Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng mũi cọc :

Ta xem toàn bộ đài cọc và phần đất phủ lên nó như một móng khối quy ước, góc nội ma sát trung bình của đất từ mũi cọc trở lên xác định theo

o o

o o

i

i i

734,1

7243284,120l

Xác định trọng lượng của khối móng quy ước

+ Trọng lượng của đài và đất trên đài :

Trọng lượng của cọc trong phạm vi lớp cát hạt trung:

874 , 22 N

05 , 0 6 1 ( 0625 ,

14

793 , 433 )

A

e 6 1 ( F

N

qư qu

tc tc

7 Kiểm tra lún :

 Aïp lực gây lún do tải trọng công trình:

Pgl = tbtc - Htb = 30,847 - 132 = 4,847 T/m2

 Chia lớp đất thành các lớp hi 0,4 Bqư = 0,43,75 = 1,5 m

Chọn hi = 0,2 Bqư = 0,23,75 = 0,75 m

1,027 T/m2 để tính áp lực gây lún do tải trọng bản thân của đất gây ra

 Vẽ các biểu đồ ứng suất do tải trọng bản thân của đất gây ra

i i im

Zi  h z



gl oi

P

Zi  k  P



kết quả tính toán ghi trong bảng sau:

Xác định phạm vi tính lún:

Tại điểm 4 có :

999 , 2 5

99 , 14 176 , 2 5

1



kết thúc việc tính lún tại điểm 4 có H = 3 m

Tính độ lún :

i i 1

i 2 i

1

e 1

e e

zi 

   P2i = P1i +

2

P zi

P 1

  

Lập bảng tính lún

s = si = 1,16 cm < sgh = 8 cm đảm bảo điều kiện lún cho phép

8.Kiểm tra khi vận chuyển và khi treo lên giá búa

Đã kiểm tra ở cột giữa

9.Tính toán và cấu tạo đài cọc:

Kiểm tra chiều cao đài theo điều kiện chọc thủng.

P1i( T / m 2 )

P2i( T / m 2 ) e1i e2i

si( c m ) 0

2 4 6

3 5

Việc kiểm tra chịu uốn của đài sẽ được giải quyết bằngcách đặt thép chịu những mômen lớn nhất tại tiết diện bấtlợi nhất.

Mômen lớn nhất sẽ xuất hiện ở hai mép của cột hoặc đàiMômen tại tiết diện I -I

Từ điều kiện chống uốn suy

ra lượng cốt thép cần thiết để

chống uốn cho móng:

+ Đối với thép chịu MI-I:

55 , 0 26000 85

, 0 9 , 0

264 , 11 h

R m 9 , 0

M

o a a

Chiều dài 1 thanh thép: l = 1450 mm

Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài:

, 0 9 , 0

995 , 35 h

R m 9 , 0

M

o a a

Chiều dài 1 thanh thép: l = 1450 mm

Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài: