ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NỀN MÓNG-SINH VIÊN NGUYỄN VĂN HOÀNH

Điều kiện cường độ.Để xác định ứng suất gây lún tại tâm đáy móng, ta có: Độ lún: Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng đoạn nhỏ: Áp lực ban đầu do trọng lượng bản thân đất gây ra tại lớ

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Chữ ký của giáo viên hướng dẫn:

PHẦN I: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

Theo sơ đồ mặt bằng tổng thể khu đất tại Đường 30 tháng 4, Thị xã Tây Ninh, Tỉnh Tây Ninh công tác khoan khảo sát phục vụ cho việc thiết kế công trình KHU PHỐ THƯƠNG MẠI LIÊN KẾ 25 CĂN có 3 vị trí khoan khảo sát địa chất; HK1, HK2, HK3

- Mực nước ngầm nằm ở độ sâu 5.5m tại cả 3 HK

- Chiều sâu khoan khảo sát là 15m/mỗi hố khoan có các trạng thái của đất nền như sau:

• Lớp 2b: Trạng thái nửa cứng, có bề dày tại HK3=2.5m với các tính chất cơ lý đặc trưng nhưsau:

Dung trọng tự nhiên: = 19.17 kN/m3Lực dính đơn vị: C = 24.1 kN/m2Góc ma sát trong: = 170

3 Lớp đất số 3:

Sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite, màu nâu đỏ vân xám trắng đốm vàng nâu, độ dẻo trungbình-trạng thái nửa cứng; có bề dày tại HK1=1.5m, HK2=1.9m, HK3=1.3m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

Dung trọng tự nhiên: = 19.72 kN/m3Dung trọng đẩy nổ = 10.31 kN/m3

Lực dính đơn vị: C = 25.5 kN/m2Góc ma sát trong: = 16030’

Cột Lực dọc N t

(KN) Lực ngang H

t (KN) Momen M

t (KN.M)

tc (KN.M)

− Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có

Rbt = 0.9MPa (cường độ chịu kéocủa bê tông);

Rb = 11.5 MPa ( cường độ chịu nén của bê tông);

Mô đun đàn hồi E = 2.7x 103MPa = 2.7 x 107 KN/m2

− Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280MPa

− Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép đaiRs = 225 MPa

− Hệ số vượt tải n = 1,15

− γtb giữa bê tông và đất = 22KN/m3=2,2T/m3

Đáy móng nên đặt trên lớp đất tốt, tránh đặt trên rễ cây hoặc lớp đất mới đắp, lớp đất

quá yếu

Chiều sâu đôn móng: Chọn D f = 2 m

Chọn sơ bộ chiều cao h:

h = li max = ×6 = (0.5÷1)

Chọn h = 0.7 m

Trong đó:

tc N

14 30' tan(45 ) 1.8 tan(45 ) 2.32( )

b. Điều kiện cường độ.

Để xác định ứng suất gây lún tại tâm đáy móng, ta có:

Độ lún:

Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng đoạn nhỏ:

Áp lực ban đầu (do trọng lượng bản thân đất gây ra) tại lớp đất i:

Sau khi ta phân chia lớp đất đến phân tố thứ 6, ta có:

5σ gli = 5 ×19.38 = 96.9( KN ) < = 116.00( K N ) ⇒ Vậy độ lún ổn định tại tâm móng là:

⇒ Vậy ta có bài toán thỏa mãn điều kiện về độ lún.

V. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG

+/Chọn chiều cao của cánh móng:

+/Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ ở đáy móng

VI. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG (M;Q)

+/Sử dụng phần mềm Sap2000 để tính toán lực cắt và moment tại dầm:

TABLE: Element Forces - Frames

Biểu đồ Moment của dầm móng băng

Tính toán cốt thép chịu lực trong dầm móng

Xác định vị trí trục trung hòa:

So sánh Mf với tất cả các giá trị Momen tại nhịp và gối được xuất ra từ biểu đồ Sap2000

Ta kết luận Mf >Mmax (của cả gối và nhịp)

trục trung hòa đi qua cánh, tính theo tiết diện hình chữ nhật

TÍNH TOÁN THANH THÉP SỐ 1 (THÉP TẠI NHỊP) TẠI MC 2- 2 ;4-4; 6-6;8-8

Tính thép với tiết diện hình chữ T lật ngược Do tiết diện tính là hình chữ nhật có kích thước: 1.8 ×

0.7

2 0

Hàm lượng

TÍNH TOÁN THANH THÉP SỐ 2 (THÉP TẠI GỐI) TẠI MC 1-1 ;3-3 ; 5-5 ; 7-7 ; 9-9

Tính toán với tiết diện chữ nhật 0.4m x0.7m

2 0

Hàm lượng

2 (1 0) 0.9 0.9 500 630

3 2(432.67 10 )

3432.67 10

 vậy ta chọn S=100 làm khoảng cách giữa 1 thanh cốt đai để tính toán

Kiểm tra khả năng chịu cắt:

Kết luận cốt đai đủ khả năng chịu cắt nên không cần phải bố trí cốt xiên

Vậy ta chọn cốt đai đoạn gối L/4 là 10 @100 và L/2 đoạn nhịp còn lại ta chọn thép cốt đai cấu tạo 10 @ 200

TÍNH VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO THANH SỐ 4 (THÉP CHỊU LỰC BẢN MỎNG).

3. Xác định chiều dài đoạn cọc.

Chiều dài cọc là LC = 26.4 + 0.6 = 27 (m) Dùng 3 cọc , mỗi cọc dài 9(m) nối lại.

Trong đó : - Cọc ngàm vào đài là 0.6 (m)

SỐ LIỆU ĐỒ ÁN

- Chiều dài từ mũi cọc lên đáy đài là 26.4 (m)

4. Chọn kích thước tiết diện ngang của cọc.

Chọn cọc hình vuông có cạnh 40 * 40cm.

 Diện tích tiết diện ngang của cọc là AP = 0.4*0.4 = 0.16 (m2)

 Chu vi tiết diện ngang của cọc là u = 4*0.4 = 1.6 (m)

THỐNG KẾ MẶT CẮT ĐỊA CHẤT 2B

Lớp 1

(Lớp 1) 15.6 m

BÙN SÉT LẪN HỮU CƠ VÂN CÁT BỤI

ĐỘ DẺO CAO TRẠNG TRÁI RẤT MỀM

Chọn hệ số điều kiện làm việc của bê tông γb = 0.9

Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có cường độ chịu kéo của bê tông là Rbt = 0.9 (Mpa); cường độ chịu nén của bê tông Rb = 11.5 Mpa và module đàn hồi E = 2.65*107

0.16 10

As AP

×Cốt thép trong móng loại CII, A-II có cường độ chịu kéo cốt thép đai là RS = 225 Mpa

Bước 2: TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CHO PHÉP Q a CỦA CỌC.

1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Pvl = φ(Rb

×

Ab+RSAS)Trong đó:

− RS = 280 Mpa = 280000 (KN/m2)

− Rb = 13Mpa = 13000(KN/m2)

− AS : diện tích tiết diện ngang của cốt thép trong cọc AS = 20.36*10-4 (m2)

− AP : diện tích tiết diện ngang của cọc AP = 0.16 (m 2 ).

Hàm lượng:

420.36 10

0.16 100

As AP

=

18.480.4

= 46.2 ( xấp xỉ)

 φ : Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc là:

2. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện nền đất.

Qu = QP + Qs = u

∑

=

× +

×

n i

p p i

si l q A f

1

) (

Trong đó:

− QS : Cường độ ma sát của đất nền tác dụng xung quanh cọc

− QP : Cường độ của đất nền tác dụng ngay dưới mũi cọc(phản lực của đất nền lên mũi cọc)

− Qu thành phần chịu tải do ma sát

− u: chu vi tiết diện ngang cọc trong lớp đất

 Tính Qs (Cường độ ma sát của đất nền tác dụng xung quanh cọc )

9.01 198.87(KN/m )2

Trong đó:

AP : diện tích tiết diện ngang của cọc AP = 0.16 (m 2 ).

C: là lực dính tại mũi cọc

q: là ứng suất pháp có hiệu theo phương đứng tại mũi cọc

γ: là trọng lượng riêng của lớp đất tại mũi cọc ( tính với γđn khi nằm dưới mực nước ngầm)d: là cạnh hình vuông hay đường kính đối với cọc tròn

φ: là góc ma sát trong của đất tại mũi cọc

NC; Nq; Nγ: là các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát φ (tra bảng 3.5 trang 199 sách Nền Móng – tác giả Châu Ngọc Ẩn)

Trong đó: FS = 2.5 là hệ số an toàn trung bình của QS và QP

3. Sức chịu tải theo chỉ tiêu vật lý.

a− =

Trong đó k = 1.75

Nội suy bảng 3.19/239 - Nền Móng – Châu Ngọc Ẩn – NXBĐHQGTPHCM 2011

Ta có: mR = 1.1 là hệ số điều kiện làm việc của cọc dưới mũi cọc

Mũi cọc có z = 26.4 +2.5 = 28.9 (m) và trạng thái dẻo cứng

 Nội suy bảng 3.20/240 - Nền Móng – Châu Ngọc Ẩn – NXBĐHQGTPHCM

Trong đó: fsi: là ma sát bên trong của cọc

Zi: là độ sâu trung bình của lớp đất mà cọc đi qua.

4 Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm SPT

Qa-SPT=×[×Na×Ap+(0.2×Ns×Ls+Nc×Lc)×u]

− Với là hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công cọc, cọc bê tông cốt thép thi công bằng phương pháp đóng, =30

− Na chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc lấy giá trị trung bình trong phạm vi 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc

− Ns là chỉ số SPT của lớp đất rời xung quang cọc

− Ls là chiều dài đoạn cọc nằm trong đất rời, m

− Lc là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính, m

− Ap là diện tích tiết diện ngang của mũi cọc

− u là chu vi tiết diện ngang của mũi cọc

− Nc là chỉ số SPT của lớp đất dính xung quanh cọc

Dựa vào kết quả thí nghiệm SPT của HK1 ta tính được:

0( )

s

1 + 1 + 9 + 13 + 14 + 14 + 18 + 20 + 10

11.11( )9

 Q a = min{P VL ; Q a-A ; Q a-B ; Q a-SPT} = {2125 ; 1004 ; 667.44; 1724.2} =667.44 (KN).

Bước 3: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ SỐ LƯỢNG CỌC nP.

2948

1.4 6.18667.44

Ntt: là tải trọng tính toán tại chân cột.

k = 1.4 là hệ số kể đến trọng lượng đài móng, đất trên đài và moment.

Ta chọn 7 cọc

Bước 4: BỐ TRÍ CỌC VÀ CHỌN SƠ BỘ CHIỀU CAO ĐÀI MÓNG h.

Chọn khoảng cách giữa 2 tâm cọc là 3d = 3×

Y = Lđài– bc = 3200 – 40 = 2800 (mm) = 2.8 (m).

Bước 5: KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN VÀ NHÓM CỌC.

1.

Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn.

Để tính toán lực truyền xuống đáy móng, ta giả thiết chiều cao của đài móng h = 1m

lần lượt là tổng lực dọc và moment tại trọng tâm đầu nhóm cọc

Fđ là diện tích đáy đài

γtb: là dung trọng trung bình giữa bê tông và đất

2. Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc.

n m

n m

m n

1()arctan(

Bước 6: KIỂM TRA LÚN CHO MÓNG.

Để kiểm tra áp lực dưới mũi cọc ta dùng giá trị tải trọng tiêu chuẩn:

tt tc

1 Xác định kích thước khối móng quy ước.

φtb – góc ma sát trung bình của lớp đất mà cọc xuyên qua kích thước móng khối quy ước.

o tb

4

o tb

γ, c, φ : là các đặc trưng của lớp đất tại mũi cọc.

A, B, D phụ thuộc vô φ của lớp đất tại mũi cọc

φ = 12o30’ A = 0.249; B = 2.089; D = 4.489

Df

×

γ’ = σ’vi : ƯS có hiệu theo phương đứng do trọng lượng bản thân đất gây ra tại mũi cọc

là áp lực tiêu chuẩn trung bình, cực đại và cực tiểu tại đáy móng

Vậy chia lớp đất dưới đáy móng thành từng đoạn nhỏ : hi = 2.5 (m)

Áp lực ban đầu (do trọng lượng bản thân đấtgây ra) tại lớp đất i là:

 (Nội suy dựa vô đường cong nén lún e-p)Áp lực tại giữa lớp đất i sau khi xây dựng móng là:

 (Nội suy dựa vô đường cong nén lún e-p)Trong đó:

Với Koi: là hệ số phân bố ứng suất và

 Độ lún thỏa điều kiện cho phép.

Bước 7: KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN XUYÊN THỦNG CỦA ĐÀI

: Thỏa điều kiện xuyên thủng.

Chiều cao giả thiết của đài móng h=1m là chấp nhận được.

Bước 8: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO ĐÀI MÓNG.

10

4383.46( )0.9 0.9 280 950

s s

2. Xác định và bố trí cốt thép cho đài cọc theo phương II-II.

×0.9=930×

0.3 +465×

0.9 = 697.5(KN.m).

6

2 0

697.5 10

2913.53( )0.9 0.9 280 950

s s

Bước 9: KIỂM TRA CỌC KHI CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG:

Xác định chuyển vị ngang cọc do lực ngang dưới chân cọc gây ra nhằm đảm bảo thỏa

điều kiện khống chế của công trình về chuyển vị ngang Đồng thời xác định các biểu đồ moment, lực cắt, ứng suất nhằm kiểm tra cốt thép trong cọc đủ khả năng chịu lực, cũng như

i i tb

i

K l K

l

∑

(KN/m 4 ).

− δ HH ; δ HM : là chuyển vị do lực ngang đơn vị : H0 = 1 gây ra

− δ MH; δ MM : là chuyển vị do moment đơn vị : M0 = 1 gây ra

Ta có : le = 15.6(m)> 4  Tra bảng 4.2 trang 326 Sách “Nền Móng – Châu Ngọc Ẩn –

Tải trọng ngang tác dụng lên từng cọc:

Áp lực tính toán σz (KN/m 2 ) moment uốn Mz (KN m) và lực cắt Qz(KN) trong các tiết diện cọc

được tính theo các công thức sau:

Trong đó ze chiều sâu tính đổi ze = αbd*z

Các giá trị A1, A3, A4, B1, B3, B4, C1, C3, C4, D1, D3, D4 tra trong bảng G3 – TCXD 205

Dựa vào kết quả tính toán trên ta có:

Kiểm tra diện tích tính cốt thép chịu lực.

Vậy thép chọn thỏa điều kiện.

Bước 10: KIỂM TRA VẬN CHUYỂN VÀ LẮP DỰNG CỌC :

Ta chọn vị trí móc cẩu sao cho moment gây ra về hai thớ chịu kéo và chịu nén bằng nhau.Nếu là cọc đúc tại nhà máy cọc sẽ có 2 móc cẩu để tiện khi chất cũng như dở cọc lên xuống

Khi lắp dựng, dùng dây cáp cột tại vị trí cách đầu cọc 1 đoạn 0.207L = 0.207×