ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG HOÀNG PHƯƠNG TÙNG LỚP 98X3A ĐH BÁCH KHOA ĐN

Đồ án môn học Nền và Móng Chương I : Sơ Bộ Đánh Giá Nền Đất và Nghiên Cứu Các Phương n Thiết Kế Móng I- Số liệu thiết kế : 1- Sơ đồ mặt bằng : sơ đồ . 2- Tải trọng tính toán ở mặt móng : Bảng I-1 : Bảng tải trọng tính toán . Tải Trọng Cột giữa Cột biên N (T) M (Tm) Q (T) N (T) M (Tm) Q (T) Tổ hợp cơ bản Tổ hợp bổ sung 3- Kết quả thí nghiêm nén lún : STT Lớp đất Hệ số rỗng e i ứng với các cấp áp lực P i (KG/cm 2 ) e 0 e 1 e 2 e 3 e 4 29 6 22 Sét Cát hạt trung Á sét 4- Kết quả thí nghiệm đất : STT Lớp đất Chiều dày h (m) Tỷ trọng ( ∆ ) Dung trọng γ (g/cm 3 ) Độ ẩm tự nhiên W (%) G/hạn nhão W nh (%) G/hạn dẻo W d (%) Góc nội ma sát ϕ ( 0 ) Lực dính đvò C(kg/c m 2 ) 29 6 22 Sét Cát hạt trung Á sét 5- Kích thước cột : F = 55 x 35; cm 2 Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3; m Độ lún giới hạn S gh = 8; cm II- Đánh giá tình hình nền đất và nghiên cứu và nghiên cứu các phương án thiết kế móng : GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 1 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng 1- Đánh giá sơ bộ tình hình nền đất : gồm 3 lớp đất . a- Lớp thứ nhất Độ sệt B = dnh d WW WW − − 0 Độ bảo hoà nước : G= 79,067,2 607,0 18.01,0 e W01,0 0 ==∆ 0,5 < G < 0,8 nên đất ở trạng thái ẩm . Hệ số nén lún : Pi(KG) 0 1 2 3 4 e i 0,607 0,577 0,558 0,543 0,534 a(cm 2 /KG) 0,03 0,019 0,015 0,009 b- Lớp thứ hai (N o 34) :lớp đất sét, h = 3 m. Độ sệt B = 0 2240 2222 WW WW dnh d = − − = − − B = 0 nên đất ở trạng nữa rắn . Độ bảo hoà nước : G= 91,072,2 659,0 22.01,0 e W01,0 0 ==∆ G > 0,8 nên đất ở trạng thái bảo hoà nước . Hệ số nén lún : Pi(KG) 0 1 2 3 4 e i 0,659 0,629 0,608 0,592 0,58 a(cm 2 /KG) 0,03 0,021 0,016 0,012 c- Lớp thứ ba (N o 6 ) :lớp cát hạt trung , h = 3 m. Đánh giá theo độ rỗng : 0,55 < e 0 < 0,7 nên đất ở trạng thái chặt vừa . Độ bảo hoà nước : G= 87,0647,2 667,0 22.01,0 e W01,0 0 ==∆ G > 0,8 nên đất ở trạng thái bảo hoà nước . Hệ số nén lún : Pi(KG) 0 1 2 3 4 e i 0,667 0,650 0,640 0,631 0,630 a(cm 2 /KG) 0,017 0,010 0,009 0,001 Kết luận : Nền đất khá tốt trạng thái dẻo, nửa rắn, chặt vừa, hệ số nén lún a 1-2 khá bé, ít lún, tải trọng không lớn, nên có khả năng dùng làm nền thiên nhiên cho các công trình . 2- Các phương án thiết kế nền móng : GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 2 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng • Phương án thứ nhất : Thiết kế và tính toán móng nông BTCT Móng cho cột giữa Móng cho cột biên . • Phương án thứ hai : Thiết kế và tính toán móng cọc đài thấp Móng cho cột giữa Móng cho cột biên . Chương II : Thiết Kế Và Tính Toán Nền Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 3 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng Phương án I : Móng Nông I- Móng nông cột giữa : 1 - Vật liệu làm móng : Bê tông Mac 200 có R n = 90 kG/cm 2 R k = 7,5 kG/cm 2 Cốt thép C I có R a = 2000 kG/cm 2 R’ a = 2000kG/cm 2 R ad = R ax =1600 kG/cm 2 2 - Xác đònh diện tích đáy móng : Dùng tổ hợp cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn (N 0 15) . N tc = 75,68 2,1 50,82 = ; T M tc = 91,2 2,1 5,3 = ; Tm N tc = 83,0 2,1 00,1 = ; T Chọn độ sâu chôn móng h m = 1,5; m . Sơ bộ chọn kích thước móng a = 2,4; m, b = 2 ;m . Cường độ tiêu chuẩn của nền : Công thức : R tc = m(Ab+Bh m ) γ + D.C m = 1 ϕ = 22 o nên tra bảng ta có A = 0,61, B = 3,44, D = 6,04 . b = 2; m, h m = 1,5; m γ = 1,96; T/m 3 , C = 0,15 KG/cm 2 = 1,5; T/m 2 Kết quả : R tc = 1(0,61.2+3,44.1,5)1,96 + 6,04.0,15 = 21,56; T/m 2 m tb tc 0 tc 0 tc tc tb h F N F GN F N γ+= + ==σ ∑ = 84,175,1.2 2.4,2 25,71 =+ ; T/m 2 tc minmax, σ = W h.QM W M m tc 0 tc 0 d tb tc d tb + ±σ=±σ tc minmax, σ = 17,84 = + ± 6 4,2.2 5,1.83,091,2 2 20;T/m 2 = 15,68; T/m 2 Kiểm tra theo các điều kiện sau : * tc tb σ = 17,84; T/m 2 < R tc =21,56; T/m 2 GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 4 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng * tc max σ = 20; T/m 2 < 1,2.R tc = 1,2 . 21,56 = 25,87 T/m 2 * tc min σ > 0 Vậy điều kiện về áp lực đã thoả mãn chọn sơ bộ kích thước đáy móng là a=2,4;m, b=2;m , h=1,5; m . 2- Kiểm tra lún cho móng : Dùng tổ hợp tiêu chuẩn cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn . a - p lực gây lún : P gl = m tc tb h.γ−σ = 17,84 – 1,96 . 1,5 = 14,90; T/m 2 = 1,49; KG/cm 2 ≈ 1,5; KG/cm 2 b - Dung trọng đẩy nổi : 039,1 607,01 )167,2(1 e1 )1( 1 1n 1dn = + − = + −∆γ =γ T/m 3 037,1 659,01 )172,2(1 e1 )1( 2 2n 2dn = + − = + −∆γ =γ T/m 3 98,0 667,01 )164,2(1 e1 )1( 3 3n 3dn = + − = + −∆γ =γ T/m 3 c - Tính nén lún theo phương pháp cộng lún từng lớp : p dụng công thức : S = ii n 1 i0 h.P.a ∑ Trong đó : h i chiều dày các lớp phân tố . P i áp lực trung bình tại điểm giữa lớp thứ i, do áp lực P gl sinh ra. a 0i hệ số nén lún tương đối của lớp thứ i . a 0i = i0 i e1 a + Để đơn giản a 0i xác đònh tương ứng với áp lực gây lún P gl = 1,49 ≈ 1,5 KG/cm 2 là hằngsố với mỗi lớp đất . Lớp I : a I = 0,019; cm 2 /KG a 0I = 012,0 607,01 019,0 e1 a I0 I = + = + ;cm 2 /KG Lớp II : a II = 0,021; cm 2 /KG a 0I = 013,0 659,01 021,0 e1 a II0 II = + = + ; cm 2 /KG Lớp III: a III = 0,010; cm 2 /KG a 0III = 006,0 667,01 010,0 e1 a III0 III = + = + ;cm 2 /KG c - Chiều dày các lớp phân tố : Chọn h i = 0,5; m cho tất cả các lớp vì h i ≤ 0,4b = 0,4 . 2 = 0,8; m . GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 5 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng d - Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do áp lực gây lún sinh ra tại các điểm : gli0 P Zi PK=σ K 0i = f( b z2 , b a i ) ∑ γ+γ=σ γ iimZi hh Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau : Lớp Điể m Z i (cm) a/b 2Z i /b K 0i P zi σ (KG/cm 2 ) γ σ zi (KG/cm 2 ) a 0i S(cm) Á CÁT 0 1 2 3 4 5 0 50 100 150 200 250 1,2 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 1,00 0 0,93 4 0,74 1 0,53 5 0,37 9 0,25 0 1,500 1,401 1,111 0,802 0,568 0,384 0,294 0,392 0,490 0,542 0,594 0,646 0,01 2 3,583 SÉT 6 7 8 9 300 350 400 450 1,2 3,0 3,5 4,0 4,5 0,20 9 0,16 2 0,12 7 0,10 3 0,314 0,242 0,191 0,155 0,6979 0,7498 0,8017 0,8536 0,01 3 Tại điểm thứ 9 (thuộc lớp 2) có P Z σ = 0,155 < 0,2 γ σ Z = 0,2 . 0,8536 = 0,171 KG/cm 2 nên chỉ tính lún đến điểm thứ 9 . S = ii n 1 i0 h.P.a ∑ = 50 [0,012 ( 2 348,05,1 + + 1,401 +1,111 + 0,802 + 0,568) + + 0,013 ( 2 155,0348,0 + + 0,314 + 0,242 +0,191)] = 3,533 cm . Vậy S = 3,533 cm < S gh = 8 cm. GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 6 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng Biểu đồ ứng suất dưới đáy móng . 3 - Tính toán móng theo trạng thái giới hạn về độ bền : Dùng tổ hợp bổ sung và tải trọng tính toán : N TT = 85,65 T, M TT = 6,2 Tm, Q TT = 1 T . Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng ( phá hoại theo mặt phẳng nghiêng ): Móng bê tông cốt thép M 200 cốt thép C-I, R a = 2000 KG/cm 2 , do tải trọng không lớn nên chọn : Chiều cao móng h m = 0,75; m Chiều dày lớp bảo vệ c = 0,05; m Tiết diện a c .b c = 0,5 . 0,3 = 0,15; m 2 Điều kiện kiểm tra : P TT CT ≤ 0,75R k U tb h o P TT CT = N TT - CT TT TB Fσ F CT = a CT .b CT = (a c +2h o )( b c + 2h o ) = (0,5 +2 . 0,7)(0,3 + 2 . 0,7) = 3,23m 2 GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 7 SVTH : Hoàng Phương Tùng 0,25 2 0,750,5 0,5 0,3 2,4 a CT b CT 4 5 4 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,5 1,4 1,1 0,802 0,568 0,384 0,314 0,242 0,191 0,155 0,294 0,392 0,490 0,542 0,594 0,646 0,6979 0,7498 0,8017 0,8536 1,5 Á SÉT SÉT 1 1,5 Đồ án môn học Nền và Móng P TT CT = 85,65 – 17,84 . 3,23 = 28,027 T U tb = 2(a c + b c +2h 0 ) = 2(0,5 + 0,3 + 2 . 0,7) = 4,4 m 0,75R k U tb h o = 0,75 . 75 . 4,4 . 0,7 = 173,25 T Vậy P TT CT ≤ 0,75R k U tb h o nên chiều cao móng đã chọn là an toàn . 4 - Tính toán cốt thép cho móng : a - Tính toán ứng suất tại đáy móng : F N TT TT tb ∑ =σ TT tb σ = 84,17 2.4,2 65,85 = ; T/m 2 TT minmax, σ = W M TT TT tb ±σ TT minmax, σ = 17,84 = + ± 6 4,2.2 75,0.12,6 2 21,46 ; T/m 2 = 14,22 ; T/m 2 Thiên về an toàn nên dùng TT max σ thay cho TT ItbI− σ , TT IItbII− σ để tính toán cốt thép . b - Tính diện tích cốt thép cho mặt cắt I–I : Công thức : F I-I a 0aa TT h.R.m.9,0 M ≥ M TT I-I = 0,125 . b(a-a c ) 2 . TT ItbI− σ = 0,125 . b(a-a c ) 2 . TT max σ = 0,125 . 200(240-50) 2 .21,46.10 -1 = 1936765; KGcm Kết quả : F I-I a 70.2000.85,0.9,0 1936765 = = 18,08; cm 2 Vậy chọn 12 Φ 14 có F a = 18,46; cm 2 Khoảng cách giữa các thanh : a = cm27,17 11 5.2200 = − , nên chọn a=175; mm . c - Tính diện tích cốt thép cho mặt cắt II–II : Công thức : F II-II a 0aa TT h.R.m.9,0 M ≥ M TT II-II = 0,125 . a(b-b c ) 2 . TT IItbII− σ = 0,125 . a(b-b c ) 2 . TT max σ GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 8 SVTH : Hoàng Phương Tùng 0,750,50,25 2,4 2 II I II I 0,5 0,3 σ max =21,46 tt σ min =14,22 tt Đồ án môn học Nền và Móng = 0,125 . 240(200-30) 2 . 21,46.10 -1 = 1860582; KGcm Kết quả : F II-II a 70.2000.85,0.9,0 1860582 = = 17,37; cm 2 GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 9 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng Vậy chọn 12 Φ 14 có F a = 18,46; cm 2 Khoảng cách giữa các thanh : a = cm27,17 11 5.2200 = − , nên chọn a=175; mm . Cốt thép bố trí được thể hiện trên bản vẽ . II- Móng nông cột biên : 1- Xác đònh diện tích đáy móng : Dùng tổ hợp cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn (N 0 15) . N tc = 025,63 2,1 63,75 = ;T M tc = 33,3 2,1 0,4 = ; Tm N tc = 71,1 2,1 05,2 = ;T Chọn độ sâu chôn móng h m = 1,5; m . Sơ bộ chọn kích thước móng a = 2,2; m, b = 1,8; m . Cường độ tiêu chuẩn của nền : Công thức : R tc = m(Ab+Bh m ) γ + D.C m = 1 ϕ = 22 o nên tra bảng ta có A = 0,61, B = 3,44, D = 6,04 . b = 1,8; m, h m = 1,5; m γ = 1,96; T/m 3 , C = 0,15 KG/cm 2 = 1,5; T/m 2 Kết quả : R tc = 1(0,61 . 1,8+3,44 . 1,5)1,96 + 6,04 . 1,5 = 21,32; T/m 2 p lực do tải trọng tiêu chuẩn gây ra : m tb tc 0 tc 0 tc tc tb h F N F GN F N γ+= + ==σ ∑ tc tb σ = 92,185,1.2 8,1.2,2 025,63 =+ ;T/m 2 tc minmax, σ = W h.QM W M m tc 0 tc 0 d tb tc d tb + ±σ=±σ tc minmax, σ = 18,92 = + ± 6 8,1.2,2 5,1.71,133,3 2 24,41 ; T/m 2 = 13,43 ;T/m 2 Kiểm tra theo các điều kiện sau : * tc tb σ = 18,92; T/m 2 < R tc =21,32; T/m 2 * tc max σ = 24,41; T/m 2 <1,2.R tc = 1,2 . 21,32 = 25,58; T/m 2 * tc min σ > 0 Vậy điều kiện về áp lực đã thoả mãn ta chọn sơ bộ kích thước đáy móng là a=2,2; m , b=1,8; m , h=1,5; m . GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 10 SVTH : Hoàng Phương Tùng [...]... GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 17 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng Fđ = 85,65 / 1,2 = 1,43 m2 63,46 / 1,2 − 2.1,5 0,0 7 1 Z3=7,75m 2,5 SÉT Z22=6m Á 0,15 0,35 0,75 1,5 0,75 cốt thiên nhiên Z21=4,5m : Z1=2,75m Kết quả 1,5 2 SÉT -8,5 CÁT HẠT TRU NG Sơ đồ xác đònh sức chòu tải của cọc GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 18 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng 3 1 0,3 1,5 1 0,25 6 - Xác đònh... Lê Xuân Mai 28 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng : chiều sâu chôn đài Fđ = 75,95 / 1,2 = 1,27 ; m2 63,46 / 1,2 − 2.1,5 0,0 Á 0,15 0,35 0,75 1,5 0,75 cốt thiên nhiên 7 1 Z3=7,75m 2,5 SÉT Z22=6m : Z21=4,5m Kết quả Z1=2,75m h 1,5 2 SÉT -8,5 CÁT HẠT TRU NG Sơ đồ xác đònh sức chòu tải của cọc GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 29 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng 6 - Xác đònh số lượng... 0,7 2,2 = 70,875; T Vậy PTTCT ≤ 0,75RkUtbho nên chiều cao móng đã chọn là an toàn 4 - Tính toán cốt thép cho móng : a- Tính toán ứng suất tại đáy móng : p lực do tải trọng tính toán gây ra : ∑ N TT TT σ tb = F 75,95 = 19,18 ;T/m2 σ TT = tb 2,2.1,8 0,3 1,8 bCT 0,25 0,5 45 GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 13 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng M TT W 6,05 + 1,5.0,75 ± = TT σ max,min =19,18 1,8.2,2... (thuộc lớp 2) ta có σ Z = 0,139 < γ 0,2 σ Z = 0,2 0,8536 = 0,171; KG/cm 2 nên chỉ tính đến điểm thứ 9 n 1,6 + 0,397 S = ∑ a 0 i Pi h i = 50 [ 0,012 ( + 2 1 1,454 +1,122 + 0,768 + 0,538) + 0,397 + 0,193 0.013( +0,285 + 2 0,218 + 0,171)] = 3,558; cm a0i 0,218 8 0,171 0,8017 SVTH : Hoàng Phương Tùng 0,8536 9 0,139 Đồ án môn học Nền và Móng Biểu đồ ứng suất dưới đáy móng 0,75 3 - Tính toán móng theo... + 0,667 c - Chiều dày các lớp phân tố : Chọn hi = 0,5 m cho tất cả các lớp vì hi ≤ 0,4b = 0,4 1,8 = 0,72 m d - Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do áp lực gây lún sinh ra tại các điểm : P σ Zi = K 0i Pgl a 2z K0i = f( , i ) b b γ σ Zi = γh m + ∑ γ i h i GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 11 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau : Lớp Á CÁT SÉT Điể m 0 1 2... 20 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng Xác đònh trọng lượng của khối quy ước : Trọng lượng của đất và đài cọc từ đáy đài trở lên : N1 = Aqu Bqu hm γ tb = 2,7 2,7 1,5 2 = 21,87; T Trọng lượng của lớp đất á sét từ đáy đài đến hết lớp này N2 = (F0 – 4Fc)( γ 1h1 + γ đn1 h’) = (2,72 – 4.0,32)(1,96.1,5 + 1,039.1) = 27,57; T Trọng lượng của lớp đất sét : N3 = (F0 – 4Fc) γ đn2 .h2 = (2,72... thép dọc Kết quả : Pv = 1.1(1.1100.0,3.0,3 + 20000.8,04.10-4) = 110,67; T GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 27 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng b - Theo đất nền : Mũi cọc tỳ lên lớp cát hạt trung ở trạng thái chặt vừa nên làm việc theo sơ đồ cọc ma sát Sức chòu tải của cọc theo đất nền được xác đònh theo công thức sau : n Pđ = m(mRRF + u ∑ mfi fi li )(HD – ĐA – NM / 69) i =1 m mR = 1,0 mR... và của cốt thép dọc Kết quả : Pv = 1.1(1.1100.0,3.0,3 + 20000.8,04.10-4) = 110,67; T b - Theo đất nền : GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 16 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng Mũi cọc tỳ lên lớp cát hạt trung ở trạng thái chặt vừa nên làm việc theo sơ đồ cọc ma sát Sức chòu tải của cọc theo đất nền được xác đònh theo công thức sau : n Pđ = m(mRRF + u ∑ mfi fi li )(HD – ĐA – NM / 69) i =1 m mR... 31 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng Xác đònh trọng lượng của khối quy ước : Trọng lượng của đất và đài cọc từ đáy đài trở lên : N1 = Aqu Bqu hm γ tb = 2,7 2,7 1,5 2 = 21,87; T Trọng lượng của lớp đất á sét từ đáy đài đến hết lớp này N2 = (F0 – 4Fc)( γ 1h1 + γ đn1 h’) = (2,72 – 4.0,32)(1,96.1,5 + 1,039.1) = 27,57; T Trọng lượng của lớp đất sét : N3 = (F0 – 4Fc) γ đn2 .h2 = (2,72... tính lún 1,5 Á SÉT 8,5 SÉT 7 5,71 CÁT 1,012 0 TRU NG 1,07 1 1,12 2 3 1,22 0,5 0,408 0,237 0,138 Biểu đồ ứng suất dưới đáy móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 23 SVTH : Hoàng Phương Tùng Đồ án môn học Nền và Móng 10 - Kiểm tra khi vận chuyển và khi treo trên giá búa : Dùng tổ hợp bổ sung và tải trọng tính toán để kiểm tra NTT = 85,65 T, MTT = 6,2 Tm, QTT = 1 T a - Khi vận chuyển : a a 7 Mmax M Tải trọng : . = + ± 6 4,2.2 75,0.12,6 2 21,46 ; T/m 2 = 14,22 ; T/m 2 Thiên về an toàn nên dùng TT max σ thay cho TT ItbI− σ , TT IItbII− σ để tính toán cốt thép . b - Tính diện tích cốt thép cho mặt. = + ± 6 2,2.8,1 75,0.5,105,6 2 = 24,12 ;T/m 2 = 14,24 ;T/m 2 Thiên về an toàn nên dùng TT max σ thay cho TT ItbI− σ , TT IItbII− σ để tính toán cốt thép . GVHG : Th.S Lê Xuân Mai 14 SVTH : Hoàng