BÀI TẬP NỀN MÓNG CÓ LỜI GIẢI ĐH XÂY DỰNG HN

trờng đại học xây dựng bộ môn cơ học đất - nền móng. ********* đề bài tập hà nội 2005 Chơng 2: Móng Nông Bài 1 Xác định kích thớc móng dới cột theo điều kiện về sức chịu tải của nền, cột tiết diện (30 . 40) cm 2 với tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất N ott = 45 T; M ott = 3,5Tm và Q ott = 1,5 T. Nền đất gồm 2 lớp có các chỉ tiêu cơ lý cơ bản nh sau: Lớp trên: đất lấp dày 0,8m. = 1,8T/m 3 Lớp dới: sét cứng - trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m 3 - góc ma sát trong = 23 o , lực dính đơn vị c= 2,2 T/m 2 - hệ số an toàn tối thiểu F s =2 Bài 2 Kiểm tra điều kiện giới hạn về lún của móng đã lựa chọn trong bài 1 cho biết mô đuyn biến dạng E o =1500T/m 2 . Độ lún cho phép của móng, [S]= 4cm. Nếu điều kiện biến dạng không thoả mãn, hãy đề xuất phơng án xử lý. Bài 3 Xác định kích thớc móng nông sau theo điều kiện sức chịu tải của nền đất. Cho nền đất gồm 3 lớp : Lớp 1: đất lấp dày 0,8m; = 1,8T/m 3 Lớp 2: á sét dẻo cứng, dày 2,2m - trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m 3 - góc ma sát trong = 23 o , lực dính đơn vị c= 2,2 T/m 2 Lớp 3: đất sét dẻo nhão có các chỉ tiêu cơ lý nh sau: - trọng lợng thể tích đơn vị = 1,8T/m 3 - góc ma sát trong = 5 o , lực dính đơn vị c= 0,8 T/m 2 - hệ số an toàn tối thiểu F s =2 Tải trọng tính toán tại mức mặt đất: N ott = 45 T; M ott = 3,5Tm và Q ott = 1,5 T. Bài 4 Tính độ lún ổn định của một móng chữ nhật có kích thớc a=8,0m; b=4,0m. Độ sâu đặt móng h=2,0m. Móng xây trên nền 2 lớp, trong đó lớp thứ nhất có chiều dày 7,5m; áp lực do tải trọng tiêu chuẩn của công trình tác dụng trên nền đất ở đáy móng là p o = 2,4kg/cm 2 . Các số liệu tính toán khác cho trong bảng sau đây. Lớp1: = 2T/m 3 Thí nghiệm nén cho kết quả nh sau: P(kg/cm 2 ) 0 1 2 3 4 Hệ số rống e 0,544 0,360 0,268 0,218 0,205 Lớp 2: Cát hạt nhỏ 1,8T/m 3 ; q c =50kg/cm 2 Bài 5 2 Xác định sơ bộ móng băng dới tờng dày 22 cm. Đất nền: Lớp trên: đất lấp dày 0,8m. = 1,8T/m 3 Lớp dới: á sét dẻo cứng - trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m 3 - góc ma sát trong = 24 o , lực dính đơn vị c= 2,2 T/m 2 Tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất N ott = 18T/m và M ott = 2,2 Tm/m Hệ số an toàn tối thiểu F s =2 Bài 6 Kiểm tra điều kiện giới hạn về lún của móng đã lựa chọn trong bài 1 cho biết mô đuyn biến dạng E o =1500T/m 2 , à o =0,3 Độ lún cho phép của móng, [S]= 4cm. Nếu điều kiện biến dạng không thoả mãn, hãy đề xuất phơng án xử lý. Bài 7 Kiểm tra kích thớc đáy móng tờng chắn đất đắp theo điều kiện lật quanh mép trớc của móng và trợt phẳng theo đáy móng. - Đất từ cốt 0,0 trở lên là cát sỏi = 1,90T/m 3 ; = 30 0 - Đất từ cốt 0,0 trở xuống là lớp sét pha có = 1,8T/m 3 ; = 12 0 C = 15kN/m 2 Trọng lợng riêng của bê tông: 24kN/m 3 3 Bài 8 Tính toán chiều cao móng. Cho móng: Kích thớc (3.2)m 2 ; h m = 1,2m cột tiết diện (20.30) cm 2 Tải trọng tính toán tại mặt đất: N ott = 100T M ott = 12Tm Q ott = 5T Dùng Bê tông M# 200; R n = 90kG/cm 2 ; R k = 7,5kG/cm 2 Bài 9 Tính toán cốt thép cho móng trên 4 Bài 10 Tính toán chiều cao móng băng bê tông cốt thép dới tờng số liệu nh sau: Tải trọng tính toán tại mức mặt đất: N ott = 20T/m M ott = 3Tm/m Q ott = 1T/m Tờng dày: b t = 30 cm Móng b= 1,4m; h m = 1m; BT 200#; R n = 90kG/cm 2 ; R k = 7,5 kG/cm 2 Chơng 4: Gia cố nền Bài 1 Xác định kích thớc lớp đệm cát dới móng băng khi biết: b =1,6m; h m =1,5m. Với tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất: N ott =10T/m; M ott = 2Tm/m; Q ott = 1T/m. Lớp đất dới móng là lớp sét dẻo nhão có các tính chất nh sau: 1 = 1,8T/m 3 ; c = 0,12 kg/cm 2 ; = 8 o Vật liệu đệm: Cát vàng hạt trung đầm đến chặt vừa: 2 = 1,9T/m 3 Bài 2 Thiết kế móng dới cột tiết diện (30. 40) cm 2 ; tải trọng tính toán tác dụng tại lên móng tại coss 0,0: N o = 120T; M o = 8Tm; Q o =1,2T Móng đặt trên lớp đất cát bụi có chiều dày 20m; dới lớp cát bụi là lớp sét pha nhão, mực nớc ngầm nằm ở độ sâu cách mặt đất 1,5m. Đặc trng của lớp cát bụi nh sau: = 1,80g/cm 3 ; =2,65; w = 30%; = 20 o ; c = 0,0; e max = 0,96; e min = 0,56; q c =30kg/cm 2 Bài 3 Một con đờng đất đắp trên nền đất sét bão hòa nớc cố kết chậm có c u = 1,0T/m 2 5 (lực dính không thoát nớc) và = 1,7T/m 3 . Coi đờng là băng chữ nhật rộng 22m, đất đắp có đ = 1,8T/m 3 ) Yêu cầu tính toán sơ bộ phơng án chiều cao bệ phản áp với hệ số an toàn là 1,5. Đất đắp bệ phản áp cũng nh đất đắp đờng. Chơng 5 Móng Cọc: Bài 1 Hãy dự báo sức chịu tải của cọc BTCT tiết diện vuông (25 ì 25) cm 2 , dài 12m đợc đóng vào nền đất có địa tầng gồm 3 lớp (theo thú tự trên xuống) nh sau: Cát pha dẻo dày 6m có độ sệt I l = 0,6 Cát bột chặt vừa dày 4m Sét dẻo cứng I l = 0,3 (cha khảo sát hết chiều dày trong độ sâu hố khoan 18m) Biết rằng đỉnh cọc ở cách mặt đất 0,5m; đáy đài cách mặt đất 1,0m Bài 2 Hãy dự báo sức chịu tải theo đất nền của cọc BTCT tiết diện (25.25) cm 2 , dài 15m đợc thi công theo phơng pháp ép trớc vào nền đất có địa tầng gồm 4 lớp nh sau (kể từ mặt đất xuống) á sét dẻo dày 4m: sức kháng mũi xuyên q c = 15 kG/cm 2 bùn sét dày 7m: sức kháng mũi xuyên q c = 4 kG/cm 2 cát bụi rời dày 3m: sức kháng mũi xuyên q c = 12 kG/cm 2 cát hạt trung chặt vừa: sức kháng mũi xuyên q c = 45 kG/cm 2 Biết rằng đỉnh cọc ở cách mặt đất 0,5m; đáy đài cách mặt đất 1,0m Bài 3 Cũng nền đất nh trên, chiều dài cọc nh trên. Kết quả thí nghiệm SPT cho kết quả sau: Độ sâu thí nghiệm (m) 2 4 6 8 10 12 14 16 Giá trị N 3 3 1 1 20 21 22 22 6 =1,8 T/m 20m 24m 3 3m Hãy dự báo sức chịu tải của cọc. Bài 4 Kết quả đóng thử cọc bằng búa diêzen kiểu ống có: Trọng lợng quả búa Q= 12,5kN Trọng lợng toàn phần của búa Q n = 26kN Chiều cao rơi tối đa của quả búa H= 3m Cọc bê tông cốt thép có tiết diện (30.30) cm 2 , trọng lợng cọc q= 20,5kN Cọc có đệm lót bằng gỗ Trọng lợng đệm gỗ và thớt thép của máy trên đầu cọc q 1 = 2KN Kết quả thử cho độ chối của cọc là e= 0,008m Hãy xác định sức chịu tải của cọc. Bài 5 Kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc BTCT tiết diện (30 ì 30) cm 2 cho trong bảng sau. Hãy xác định tải trọng giới hạn lên cọc và tải trọng cho phép của cọc theo TCVN. Biết rằng độ lún cho phép của công trình [ S] = 6cm P(tấn) 5 10 15 20 25 30 35 40 42 44 S(mm) 2 3,5 5,1 6,9 8,8 12,6 17,2 24,3 30,4 35,2 Bài 6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc ép BTCT tiết diện 25 ì 25 cm dài 12m Bê tông cọc M# 300; Cốt dọc gồm 4 thanh 16 AII . Biết Móng gồm12 cọc bố trí cách đều nhau 4D Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền [ ] P = 30T Đài cọc chôn sâu 1,5m và có kích thớc B đ ìL đ ìH đ = 2,5ì3,5ì1m Tải trọng dới cột N o =250T; M o =35Tm; Q o =5T Bài 7 Tính toán kiểm tra chiều cao đài cọc và chọn cốt thép cần thiết bố trí trong đài của bài tập trên, biết: Bê tông đài M# 200, lớp bảo vệ cốt thép đáy đài là 10cm Tiết diện cột 40 ì 60cm, trọng tâm cột trùng với trọng tâm đài. Bài 8 Kiểm tra điều kiện chôn sâu của đài trong bài 6 Vẽ móng khối quy ớc, kiểm tra điều kiện áp lực và độ lún của móng khối, biết nền đất gồm 2 lớp : Lớp trên dày 8m, sét pha B=1,2 w = 1,75T/m 3 Lớp dới cát nhỏ q c =750T/m 2 ; w = 1,75T/m 3 ; =30 o ; à o =0,35 7 Chơng 2: Móng Nông Bài 1: Xác định kích thớc móng dới cột theo điều kiện về sức chịu tải của nền, cột tiết diện (30 . 40) cm 2 với tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất N ott = 45 T; M ott = 3,5Tm và Q ott = 1,5 T. Nền đất gồm 2 lớp có các chỉ tiêu cơ lý cơ bản nh sau: Lớp trên: đất lấp dày 0,8m. = 1,8T/m 3 Lớp dới: sét cứng - trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m 3 - góc ma sát trong = 23 o , lực dính đơn vị c= 2,2 T/m 2 - hệ số an toàn tối thiểu F s =2 Bài làm: Độ sâu đặt móng chọn sơ bộ h m = 1,0m Chọn tỷ số = a/b: Độ lệch tâm của tải trọng e = M o /N o M = M o +Q o . h m =3,5Tm + 1,5T.1m = 5Tm e = M o /N o = 5/45=0,11m = 1+ 2e = 1,22 ; Chọn: = 1,2; kích thớc b = 1,2m a = 1,2 . 1,2 = 1.4m Xác định tải trọng cho phép tác dụng lên đất s u F P R = Trong đó: cccqqqu NcisNqisNbisP , ++= .50 cq NNN ;; các hệ số sức chịu tải của nền phụ thuộc vào Tra bảng. cq sss ;; : Hệ số hình dạng s = 1- 0,2/ = 1- 0,2/1,2 = 0,83 s q = 1 s c = 1+ 0,2/ = 1+0,2/1,2 = 1,17 Hệ số điều chỉnh độ nghiêng của tải trọng: 2 1 = i 2 21 == cq ii (gần đúng coi là tải thẳng đứng ( tức là coi = 0) nên 1=== cq iii ) Với = 23 o , tra bảng ta có N = 7,73 N q =8,66 N c = 18,1 { } 2 3631182211716681811173721851183050 mTP u /,,., ,, , ,.,., ,., =++= Chọn F s = 2 2 6531 2 363 mT F P R s u /, , === 8 1.4m 1.2m -0.8m -1.0m p tb p max p min 1 2 N ott M ott Q ott 0.0 Tính p max ; p tb ; 2 222 max /54,410 4,1.2,1 5.6 1.2 2,1.4,1 45 . .6 . .6 . . mT ba M ab M h ba N P y x mtb o =+++=+++= (M y =0) 2 /8,281.2 2,1.4,1 45 . . mTh ba N P mtb o tb =+=+= 1,2.R= 1,2 . 31,65 = 37,98 T/m 2 So sánh: P tb = 28,8T/m 2 < R = 31,65 T/m 2 Tuy nhiên P max = 41,54 > 1,2.R= 1,2.31,65 = 37,98 T/m 2 Vậy lựa chọn sơ bộ b = 1.2m và a = 1,4m là không đạt yêu cầu về mặt cờng độ. chọn và tính lại. Bài 2: Kiểm tra điều kiện giới hạn về lún của móng đã lựa chọn trong bài 1 cho biết mô đuyn biến dạng E o =1500T/m 2 . Độ lún cho phép của móng, [S]= 4cm. Nếu điều kiện biến dạng không thoả mãn, hãy đề xuất phơng án xử lý. Bài làm: Móng đợc đặt ở độ sâu 1,0m do đó lún chỉ do lớp đất thứ 2 gây ra, có thể áp dụng công thức dự báo lún của nền đồng nhất. o o E bp S )( 2 1 . = Trong đó p là tải trọng gây lún xác định theo giá trị tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản: mtbgl hppp . ' == Trong đó - dung trọng trung bình của đất từ đáy móng trở lên: 3 21 2211 /81,1 1 81,1 2,08,0 2,0.85,18,0.8,1 mT hh hh == + + = + + = 2 /55,231.2 2,1.45,1.2,1 45 ) ( mTh ban N P mtb o tb =+=+= n = hệ số tải trọng chung, tạm lấy n=1,2 p = 23,55-1,81.1=21,74T/m 2 Với =1,2 Tra bảng ta có o = 1,28. Độ lún của móng dự báo sẽ là: cmm E bp S o o 202,0 1500 )3,01.(28,1.2,1.74,21 )1( 2 2 == = = Độ lún dự báo (S=2cm <[S] = 4cm). Kích thớc lựa chọn thoả mãn điều kiện biến dạng. Bài 3: 9 Cho nền đất gồm 3 lớp : Lớp 1: đất lấp dày 0,8m; = 1,8T/m 3 Lớp 2: á sét dẻo cứng, dày 2,2m - trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m 3 - góc ma sát trong = 23 o , lực dính đơn vị c= 2,2 T/m 2 Lớp 3: đất sét dẻo nhão có các chỉ tiêu cơ lý nh sau: - trọng lợng thể tích đơn vị = 1,8T/m 3 - góc ma sát trong = 5 o , lực dính đơn vị c= 0,8 T/m 2 - hệ số an toàn tối thiểu F s =2 Tải trọng tính toán tại mức mặt đất: N ott = 45 T; M ott = 3,5Tm và Q ott = 1,5 T. Bài làm Bớc 1: Việc tính toán kích thớc đáy móng tại mặt lớp 2 làm tơng tự nh trên: Kích thớc móng: F= (1,2.1,4)m 2 là hợp lý. Bớc 2: Do ở không sâu dới đáy móng có lớp đất yếu nên ta phải kiểm tra áp lực lên bề mặt lớp đất yếu đó. Tạo móng khối quy ớc: b q = b + 2.h*.tg (trong đó có thể lấy bằng góc ma sát trong của lớp 2 ) = 23 o h*= 2m ( chiều dày từ đáy móng đến bề mặt lớp đất yếu) tg = tg 23 o = 0,4245 b q = 1,2 + 2. 2. 0,4245 2,9m h q = h m + h* = 1.0 + 2,0 = 3,0m Tơng tự: a q = 1,4 + 2.2.0,4245 3,1m 2 /8,281.2 2,1.4,1 45 . . mTh ba N P mtb o tb =+=+= Kiểm tra áp lực lên lớp đất 3: Xác định ứng xuất trên mặt lớp đất 3: 10 2 1 -0.8m Q ott p min p tb -1.0m p max N ott M ott 3 M b qu=2.0m a qu=2.2m -3.0m h*=2m [...]... Nh vậy kích thớc móng trên không đảm bảo Ta tăng kích thớc đáy móng sau đó không cần tính toán bớc 1 nữa mà đi tính toán kiểm tra nh bớc 2 luôn Bài 4: Tính độ lún ổn định của một móng chữ nhật có kích thớc a=8,0m; b=4,0m Độ sâu đặt móng h=2,0m Móng xây trên nền 2 lớp, trong đó lớp thứ nhất có chiều dày 7,5m; áp lực do tải trọng tiêu chuẩn của công trình tác dụng trên nền đất ở đáy móng là po = 2,4kg/cm2... đáy móng trở lên: h + h 1,8.0,8 + 1,85.0,2 1,81 = 1 1 2 2 = = = 1,81T / m3 h1 + h2 0,8 + 0,2 1 p = 12,7 - 1,81.1= 10,9T/m2 Với móng băng cứng Tra bảng ta có const = 2,12 Độ lún của móng dự báo sẽ là: 15 p.b..( 1 2 ) 10,9.1,4.2,12.( 1 0,3 2 ) o S= = = 0.02m = 2cm Eo 1500 Độ lún dự báo (S=2cm 2.b (b=2m) o Eo áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng Ptb = No 110 + hm = + 2.1 22T / m 2 n(ab) 1,15.2.2,4 n: Hệ số