Tính toán và thiết kế móng cho công trình với bê tông loát đá MAC75, móng bê tông MAC250, thép gờ AII

A./ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH.I / Phương án móng nông: Do nền đất dưới 2m là đất tốt, đối với phương án móng nông ta dùng phướng án móng đơn chiệu tải lệch tâm với độ sâu

A./ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH.

I / Phương án móng nông: Do nền đất dưới 2m là đất tốt, đối với phương án móng nông ta dùng phướng án móng đơn chiệu tải lệch tâm với độ sâu là h = 2.7(m) kể từ mặt đất xuống

− Ta có các số liệu sau để thiết kế móng cho công trình

 Bêtông loát đá 4 x 6 Mác 75 dày 100 mm

 Móng bêtông Mác 250 có Rn = 110 (KG/cm2),Rk =8.8(KG/cm2)

 Thép có gờ AII > φ 10 có Ra = 2800(KG/cm2)

 Thép không có gờ < φ 10 có Ra = 2100(KG/cm2)

 Cột có tiết diện bc x lc = 350 x 400 (mm)

 Lớp bêtông bảo vệ abv = 30 (mm)

− Đề bài A1** - 3 ( toàn bộ tải trong ta nhân cho 0.8)

− Ta có bảng thống kê tải trong tác dụng vào móng như sau:

( Ab B h DC )

K

m m R

)/(63.177

.2

2.263.175.063

γ

I./ Tính toán móng M1:

Với tải trọng tiêu chuẩn Ntc = 74.7(T) lấy hệ số vượt tải n = 1.2

=> ta có Ntt = 89.6 (T)

1) Xác định sơ bộ diện tích đế móng:

Với chiều sâu chôn móng h = 2.7m ta giả thiết bề rộng móng b = 1.8 m

- Aùp lực gần đúng tại đáy móng:

- Sức chịu tải của nền đất:

- Trong đó móng được đặc trên lớp đất 2 là sét pha cát lẫn sỏi sạn do đó chọn m1 = 1.2 và các tính chất của đất khác được xác định trong phóng thí nghiệm nên m2 = 1 và K = 1

- Lớp đất 2 có ϕ = 14040/ => A = 0.31 , B = 2.26 , D = 4.8

- Với γ* kết quả lấy trung bình của các lớp đất từ dưới đấy móng trở

lên.Trong đó ta giả thiết lớp đất trên cùng có dung trọng tự nhiên γ = 17.63 (KN/ m3)

 PTC < RTC đã thoả mảng điều kiện chọn móng

- Diện tích sơ bộ của móng

2 0

2

747

2.9( ) 317 22.2,7

2.9 1.7( )

TC TC tb

chọn sơ bộ b = 1.8(m)

- Vì móng chịu tải lệt tâm:

- Diện tích thật của móng :

n

F K b

Kiểm tra lại sức chịu tải của nền đất:

Aùp lực gần đúng tại đấy móng

TC

 PTC < RTC đã thoả mảng điều kiện chọn móng Vậy móng đơn chịu tải lệch tâm có diện tích như sau b x l = 1.6 x 2.2 (m)

2 Kiểm tra độ biến dạng của nền thông qua độ lún tại tâm móng

Aùp lực gần đúng tại đấy móng

1.37//

224217.5189.3151.611891.671.757.346.138.131.826.923.12017.02

47.653.6859.7665.847275.178.281.484.587.790.8594.4197.01100.3103.5

- Tính toán lún của nền bằng cách cộng tùng lớp các phân tố với điều kiệnứng suất tải trọng bản thân gây ra không đổi, và biểu đồ lún của đất ở mỗi lớp đất xảy ra trong điều kiện không có nở hông

- Công thức :

n n

zi i i

- Lấy β = 0.8 cho mọi lớp đất Là hệ số xét tới ảnh hưởng nở hông

- hi chiều dày của lớp đất thứ i

- Ei : mô đun biến dạng của lớp đất thứ I

lớp đất I h = 2200

lớp đất II h = 1300

lớp đất đấp h = 500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 phạm vi gây lún 13

14

224 217.5 189.3 151.6 118 91.9 71.7 57.3 46.1 38.1 31.8 26.9 23.1 20 17.02 103.5

97.01 100.3

90.85 94.1 87.7 84.5 81.4

75.1 72 65.84 59.76 53.68 47.6

78.2

N TC

lớp đất h = 3.52

3./ Tính toán độ bền và cấu tạo móng:

− Tải trọng và mômen tác dụng lên móng

− Chọn chiều cao móng h = 50(cm) => h0 = 47(cm) , abv = 30(mm)

− Giá trị mômen tác dụng vào móng

TT

y x

x y

M M

N

− Trong đó :

2 min

89.6 10.24 6 7.28 6

42( / )1.6 2.2 5.632 7.744

89.6 10.24 6 7.28 6

8.9( / )1.6 2.2 5.632 7.744

T m

T m

σσ

− Với tiết diện cột như giả thiết : bc x lc = 0.35 x 0.4 (m)

− Lực gây xuyên thủng

− Theo mặt cắt I :I

900(mm)

σ Β

σ Α

Μ Ι

Trong đó

2 max

2 1

A I

2

25.3

0.0022( )0.9 0.9 2800 0.47

22( )

I AI

a AI

Trong đó :

2 1

1

2 0

2

0.625( )2

37.5 2.2 82.5( / ) 82.5(0.625)

16( )

16

0.0014( )0.9 0.9 2800 0.47

14( )

c

tb II

II AII

a AII

5./ Tính thể tích bêtông cần đổ cho móng M1

1 2

Trong đó V1: Thể tích của hình tháp

V2: thể tích hình hợp chũ nhật

1

1 ( 1 1 2 2 ( 1 2)( 1 2)6

h

với a1= 410(mm)

( Ab B h DC )

K

m m R

)/(63.177

.2

2.263.175.063

Vậy thể tích bêtông cần đổ vào móng M 1 là 1.143(m3)

I./ Tính toán móng M2:

Với tải trọng tiêu chuẩn Ntc = 100.7(T) lấy hệ số vượt tải n = 1.2

=> ta có Ntt = 120.8 (T)

1) Xác định sơ bộ diện tích đế móng:

Với chiều sâu chôn móng h = 2.7m ta giả thiết bề rộng móng b = 2 m

- Aùp lực gần đúng tại đáy móng:

- Sức chịu tải của nền đất:

- Trong đó móng được đặc trên lớp đất 2 là sét pha cát lẫn sỏi sạn do đó chọn m1 = 1.2 và các tính chất của đất khác được xác định trong phóng thí nghiệm nên m2 = 1 và K = 1

- Lớp đất 2 có ϕ = 14040/ => A = 0.31 , B = 2.26 , D = 4.8

- Với γ* kết quả lấy trung bình của các lớp đất từ dưới đấy móng trở

lên.Trong đó ta giả thiết lớp đất trên cùng có dung trọng tự nhiên γ = 17.63 (KN/ m3)

 PTC < RTC đã thoả mảng điều kiện chọn móng

2 0

2

1007

3.9( ) 319 22.2,7

3.9 1.9( )

TC TC tb

- Diện tích sơ bộ của móng

- Vì móng chịu tải lệt tâm:

- Diện tích thật của móng :

- Tỉ số chiều dài và chiều rộng của móng: chọn Kn = 1.3

3.9 1.2

1.9( )1.3

n

F K b

TC

 PTC < RTC đã thoả mảng điều kiện chọn móng Vậy móng đơn chịu tải lệch tâm có diện tích như sau b x l = 2 x 2.6 (m)

2 Kiểm tra độ biến dạng của nền thông qua độ lún tại tâm móng

Aùp lực gần đúng tại đấy móng

1.3//

205.4199.2172.3137105.681.563.750.540.633.527.92320.117.5

47.655.262.870.475.379.283.187.191.039599102.9106.8110

- Tính toán lún của nền bằng cách cộng tùng lớp các phân tố với điều kiệnứng suất tải trọng bản thân gây ra không đổi, và biểu đồ lún của đất ở mỗi lớp đất xảy ra trong điều kiện không có nở hông

- Công thức :

n n

zi i i

- Lấy β = 0.8 cho mọi lớp đất Là hệ số xét tới ảnh hưởng nở hông

- hi chiều dày của lớp đất thứ i

- Ei : mô đun biến dạng của lớp đất thứ I

75.3 137

102.9 23 11

110 13

106.8 12 17.5phạm vi gây lún20.1

7

95 9

99 10

8 91.03

5 6 87.1 83.1 79.2 4

50.5

33.5 lớp đất h = 3.9

27.9 40.6

81.5 63.7 105.6

47.6 0 62.8 70.4 32

55.2 1

lớp đất II h = 1300 172.3 199.2 205.4 lớp đất I h = 2200

N TC

lớp đất đấp h = 500

3./ Tính toán độ bền và cấu tạo móng:

− Tải trọng và mômen tác dụng lên móng

− Chọn chiều cao móng h = 60(cm) => h0 = 57(cm) , abv = 30(mm)

− Giá trị mômen tác dụng vào móng

TT

y x

x y

M M

− Thế vào công thức tính ứng suất ta co.

2 max

2 min

120.8 8.64 6 7.2 6

31( / )

2 2.6 10.4 13.52120.8 8.64 6 7.2 6

− Với tiết diện cột như giả thiết : bc x lc = 0.35 x 0.4 (m)

− Lực gây xuyên thủng

− Theo mặt cắt I :I

− Trong đó

2 max

2 1

2

2

2

31 2 62( / )26.7 2 53.4( / )2.6 0.4

A I

2

35.8

0.0029( )0.9 0.9 2800 0.57

29( )

I AI

a AI

( )

/

2 2

2 0

18( )

c

E tb E II

II AII

a AII

Trong đó V1: Thể tích của hình tháp

V2: thể tích hình hợp chũ nhật

1

1 ( 1 1 2 2 ( 1 2)( 1 2)6

III/ Tính toán và thiết kế móng cọc C2.

 Nhận xét : Tải trọng tác dụng vào cọc tương đối lớn, ta đóng cọc vào lớp đất thứ III “ Đất sét pha ít sỏi nhỏ ” trạng thái rắn vừa đến rất rắn

− Cao trình đế đài Cos = - 1.5 (m)

− Lớp Bêtông lót đá 4 x 6 Dày 100(mm)

− Dùng cọc dài 6500(mm) có tiết diện ( 300 x 300 ), thép chịu lực trong cọc là 4 φ 18 Thép A II có Ra = 2800 (KG/cm2 )

− Bêtông mác M 250, đầu cọc có mặt bít bằng thép, cọc được thi công bằng búa Diêzenl không khoan dẫn

− Cọc chịu môme lơn do đó đoạn cọc được ngàm vào đài 460 (mm) Phá vỡ đầu cọc 360(mm)

− Bêtông đài cọc Mác 250

1).Tính Toán Cẩu Cọc Trong Quá Trình Vận Chuyển Và Dựng Cọc

0.068qLL

0.043qLL 2

− Khả năng chịu lực của cấu kiện :

− Ta có :

[ ]

0 0

(1 0.5 ) 0.325(1 0.5 0.325)110 30(26.6) 63.5( )

a a n

2

Vậy khi cẩu cọc trong quá trình vân chuyển và dựng cọc đều thoả mản về cường độ chịu lực của cọc.

2./ Tính toán sức chịu tải của cọc:

a/ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

0.997

l l

µ λ

- m= 1 : hệ số điều kiện làm việc của nến đất

- cọc đóng bằng búa Diezenl : mr = 1, mfi = 1

- Chu vi cọc µ = 0.3 × 4 = 1.2 (m)

- Diện tích cọc AP = 0.32 = 0.09 (m2)

- Với qp : sức chống tính toán dưới mũi cọc là lớp đất thứ III có độ sệt IL = 0.3 và độ sâu mũi cọc là Z = 7.54 (m).= > qp = 334.1(T/m2)

- Cường độ tính toán theo các mặt xung quanh cọc fsi

 Đối với lớp đất cát pha sét có độ sệt IL = 0.8

2

1.2

20.43( / ) 4.3

i i

249.75( ) 4.975( / )

i i

240( ) 4( / )

i i

2 2

1.541.5 1.2 1.3 2 6.77( / )

242.89( ) 4.289( / )

i i

Lớp Đất III

− sức chịu tải cho phép

1.6

TC a

N n

Q

− Chọn n= 6 (cọc)

Các cọc được bố trí theo lưới hình chữ nhật sau, và các cọc cách nhau 3d

− Trọng lượng của đài cọc và đất trên cọc

N P

− Với các cọc được tính như sau:

0

1.2 16 1.3 14 40 3.5 14 30

14.81.2 1.3 3.5

3.74

7.54 tan 3.7 0.49 24

tb tb

tb tag

ϕϕϕ

L n B Z m B

.1.2 1

0.31 2.67 9.86 2.22 7.54 14.21 27.6 4.7651

453.1( / )

TC TC

tb mkqu TC TC

2 120000.035 0.006 0.041( )

00.4

1.23//

10.9686

173.1167.6

107.8113.1

144.1113.686.866.551.740.932.926.522.4

118.3123.6129134.3139.7145.1150.4155.8161.2

173.1 167.7 144.1 113.6 86.8 66.5 51.7 40.9 32.9 26.5

113.1 118.3 123.6 129 134.3 139.7 145.1 150.4 155.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 107.8

3./Tính toán đài cọc :

− Chính cọc P1 và P2 là hai cọc xuyên thũng đài

CX

=> Pcx > PXT thoả

− Kiểm tra cọc xuyên thủng đài

− Diện tích mặt cọc xuyên:

4.Tính toàn thép chịu uốn và bố trí thép cho đài cọc:

Tại mặt ngàm I -I

Μ Ι

0.75m

P

TrTrong đó :

I aI

M

Chọn 10φ16 @182

Tại mặt ngàm II –II:

P

250

Trong đó :

II aII

10Ø16 a183 11

900 300

400

10Ø16 a183

30 100 400 300

-7540 Bê tông lót đá4x6 Mác 75

IV Tính toán và thiết kế móng cọc C1

Các chỉ tiêu về sức chịu tải của cọc và của nền đất giống như móng C2, với chiều sâu chôn cọc là 7.54 m chịu tải trong là NTT = 89.6(T) vậy cách tính toán cho móng C1 được tiến hành như sau:

− Số lượng cọc cần thiết cho móng cọc C1

35

TT a

N n

N P

400

100

20.8( )

5 4 0.75 4 0.75108.6

21.72( )5

108.6 8.4 0.75 11.2 0.75

15.2( )

5 4 0.75 4 0.75108.6 8.4 0.75 11.2 0

0 0

0

1.2 16 1.3 14 40 3.5 14 30

14.81.2 1.3 3.5

3.74

7.54 tan 3.7 0.49 24

tb tb

tb tag

ϕϕϕ

L n B Z m B

.1.2 1

0.31 3.28 9.86 2.22 7.54 14.21 27.6 4.7651

455.1( / )

TC TC

tb mkqu TC TC

2 120000.028 0.005 0.033( )

00.40.81.21.62.02.42.83.2

1//

127.4122.3101.977.257.242.832.725.620.38

107.8114.2120.7127.2133.8140.4147.0153.6160.2

114.2120.7127.2133.8140.4147153.6

Lớp Đất III

01234567107.8

N Tc

Lớp Đất I V

3./Tính toán đài cọc :

− Chính cọc P1 và P5 là hai cọc xuyên thũng đài

CX

=> Pcx < PXT không thoả ta giả thiết lại h= 0.7m, với h0 = 0.6m

− Chiều dài lăng thể bị xuyên thủng Với h0 = 0.6m

0.4 1.6

0.6 2 0.75 88 56( )2

CX

Vậy Pcx > Pxt thoả

Kiểm tra cọc xuyên thủng đài

− Diện tích mặt cọc xuyên:

Tại mặt ngàm I -I

I aI

M

Chọn 11φ14 @224

Tại mặt ngàm II –II:

II aII

750

300

250 10Ø14 a249

300

400 30

Kết luận : Dựa vào hai phương án móng cọc và móng đơn ta đã thiết kế và tínhtoán trên công trình A với các số liệu địa chất do phòng thí nhgiệm cung cấp tathấy nên dùng phương án móng đơn là hợp lý nhất so với móng cọc vì khi ta thicông móng đơn vật liệu vận chuyển rất dễ dàng và dễ thi công, ít gây ra tiếngồn hơn là thi công móng cọc trong thành phố bằng búa DiêZenl.