Sù ra ®êi vµ ph¸t triÓn cña m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng g¾n liÒn víi lÞch sö ®Êu tranh ph¸t triÓn s¶n xuÊt cña loµi ngêi.Tõ thêi cæ ®¹i, loµi ngêi ®• biÕt sö dông ®Êt vµo môc ®Ých x©y dùng c¸c c«ng tr×nh cho m×nh, nh»m phôc vô c¸c nhu cÇu vÒ ®i l¹i, vÒ ë, vui ch¬i gi¶i trÝ ... Nhng ®Ó t¹o nªn ®îc mét c«ng tr×nh th× bíc ®Çu tiªn ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh lµ ta ph¶i x©y dùng ®îc phÇn mãng cña nã. Bëi lÏ mãng vµ b¶n th©n nÒn cã æn ®Þnh th× c«ng tr×nh bªn trªn míi tån t¹i vµ sö dông mét c¸ch b×nh thêng. Ngêi thiÕt kÕ chØ cã thÓ chän ®îc ph¬ng ¸n nÒn mãng ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ kü thuËt vµ kinh tÕ khi cã sù hiÓu biÕt s©u s¾c vÒ c¬ häc ®Êt, nÒn vµ mãng còng nh kü thuËt thi c«ng nÒn mãng. ChÝnh v× vËy mµ hai lÜnh vùc c¬ häc ®Êt – nÒn mãng lu«n cã mèi quan hÖ chÆt chÏ bæ trî cho nhau. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña x• héi, c¸c c«ng tr×nh x©y dùng ngµy cµng cã quy m« lín h¬n c¶ vÒ chiÒu réng, chiÒu cao vµ chiÒu s©u.§ång thêi còng ®ßi hái viÖc x©y dùng cÇn cã nh÷ng kü thuËt tiªn tiÕn ®¶m b¶o sù æn ®Þnh cho c¸c c«ng tr×nh.Do ®ã viÖc nghiªn cøu, thiÕt kÕ mãng cho c¸c c«ng tr×nh nµy còng ®ßi hái ph¶i cã nh÷ng kiÕn thøc s©u réng vÒ c¬ häc ®Êt nÒn mãng vµ ®a ra nh÷ng ph¬ng ¸n thiÕt kÕ phï hîp víi quy m«, t¶i träng c«ng tr×nh ®ã. Lµ mét kü s ®Þa chÊt c«ng tr×nh trong t¬ng lai, t«i còng nh toµn thÓ c¸c sinh viªn nghµnh §CCT §KT ®• vµ ®ang cã ®iÒu kiÖn ®îc c¸c thÇy c« gi¸o thuéc bé m«n §Þa chÊt c«ng tr×nh truyÒn ®¹t vµ gi¶ng d¹y nh÷ng kiÕn thøc vÒ m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng. Theo ph¬ng ch©m : “ häc ®i ®«i víi hµnh’’ , nh»m phôc vô cho viÖc n©ng cao hiÓu biÕt vµ ¸p dông vµo tÝnh to¸n thiÕt kÕ, t«i ®îc c¸c thÇy c« gi¸o giao cho nghiªn cøu vµ viÕt ®å ¸n m«n häc c¬ häc ®Êt nÒn mãng trong kú thø II n¨m häc thø 4 ( 20092010 ) §å ¸n cña t«i ký hiÖu III.3 víi néi dung nh sau : Một khu vực có nền đất như sau (hình III.1): Lớp 1:Lớp đất lấp có thành phần hỗn tạp,dày 1.5m Lớp 2:Sét pha dẻo cứng,dày 4m Lớp 3:Bùn sét,dày vô tận
Page 1 of 22 M U Sự ra đời và phát triển của môn cơ học đất nền móng gắn liền với lịch sử đấu tranh phát triển sản xuất của loài ngời.Từ thời cổ đại, loài ngời đã biết sử dụng đất vào mục đích xây dựng các công trình cho mình, nhằm phục vụ các nhu cầu về đi lại, về ở, vui chơi giải trí Nhng để tạo nên đợc một công trình thì bớc đầu tiên đóng vai trò quyết định là ta phải xây dựng đợc phần móng của nó. Bởi lẽ móng và bản thân nền có ổn định thì công trình bên trên mới tồn tại và sử dụng một cách bình thờng. Ngời thiết kế chỉ có thể chọn đợc phơng án nền móng đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế khi có sự hiểu biết sâu sắc về cơ học đất, nền và móng cũng nh kỹ thuật thi công nền móng. Chính vì vậy mà hai lĩnh vực cơ học đất nền móng luôn có mối quan hệ chặt chẽ bổ trợ cho nhau. Cùng với sự phát triển của xã hội, các công trình xây dựng ngày càng có quy mô lớn hơn cả về chiều rộng, chiều cao và chiều sâu.Đồng thời cũng đòi hỏi việc xây dựng cần có những kỹ thuật tiên tiến đảm bảo sự ổn định cho các công trình.Do đó việc nghiên cứu, thiết kế móng cho các công trình này cũng đòi hỏi phải có những kiến thức sâu rộng về cơ học đất- nền móng và đa ra những phơng án thiết kế phù hợp với quy mô, tải trọng công trình đó. Là một kỹ s địa chất công trình trong tơng lai, tôi cũng nh toàn thể các sinh viên nghành ĐCCT- ĐKT đã và đang có điều kiện đợc các thầy cô giáo thuộc bộ môn Nguyn Minh Sang Page 2 of 22 Địa chất công trình truyền đạt và giảng dạy những kiến thức về môn cơ học đất nền móng. Theo phơng châm : học đi đôi với hành , nhằm phục vụ cho việc nâng cao hiểu biết và áp dụng vào tính toán thiết kế, tôi đợc các thầy cô giáo giao cho nghiên cứu và viết đồ án môn học cơ học đất - nền móng trong kỳ thứ II năm học thứ 4 ( 2009- 2010 ) Đồ án của tôi ký hiệu III.3 với nội dung nh sau : Mt khu vc cú nn t nh sau (hỡnh III.1): - Lp 1:Lp t lp cú thnh phn hn tp,dy 1.5m - Lp 2:Sột pha do cng,dy 4m - Lp 3:Bựn sột,dy vụ tn Ch tiờu c lý ca cỏc lp t cho trong bng III.1: Bng III.1: Cỏc ch tiờu c lý ca lp t Lp m Khi lng th tớch Khi lng riờng H s nộn lỳn Lc dớnh kt Gúc ma sỏt trong H s thm W(%) w (g/cm 3 ) s (g/cm 3 ) a 1-2 (cm 2 /kG) c (kG/cm 2 ) K 10 - 7cm /s 2 23.1 2.01 2.73 0.031 0.34 15 3 3 69 1.49 2.49 0.094 0.08 5.5 0.1 Nguyn Minh Sang Page 3 of 22 Trờn khu vc ny,ngi ta d kin xõy dng mt cụng trỡnh nh kho cú tng rng 0.4m,ti trng tỏc dng ỳng tõm trờn mt một di tng l P tc =26 (T/m). Nhi m v thit k: 1.Thit k múng di tng nh kho. 2.Xõy dng cỏc ng cựng ng sut nộn ộp thng ng di ỏy múng: z =0.6kG/cm 2 ; z =0.4kG/cm 2 ; z =0.2kG/cm 2 . 3.Kim tra iu kin n nh v cng ca lp bựn. 4.Tớnh toỏn v v biu lỳn ca nn t di múng theo thi gian. Sau một thời gian làm việc nghiêm túc với sự hớng dẫn tận tình của thầy hng dn, tôi đã hoàn thành đồ án môn học với nội dung nh sau: M u Chng 1: Thit k múng di tng Chng 2: Xõy dng cỏc ng cựng ng sut Chng 3: Kim tra iu kin n nh v cng ca lp bựn Chng 4: Tớnh toỏn v v biu lỳn ca nn t di múng theo thi gian. Kt lun Nguyn Minh Sang Page 4 of 22 Bản đố án không những là điều kiện để tôi trau dồi, ôn luyện mở rộng thêm kiến thức mà nó còn là điều kiền để tôi tập làm quen dần với những đồ án tiếp theo lớn hơn, với yêu cầu cao hơn mà cụ thể là đồ án tốt nghiệp sau này Do trình độ còn nhiều hạn chế nên bản đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong đợc sự hớng dẫn, chỉ bảo của các thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn đồng nghiệp Xin chân thành cám ơn ! Hà Nội , tháng 3 năm 2010. Sinh viên thực hiện Nguyễn Tất Thỡn Nguyn Minh Sang Page 5 of 22 Chng 1: Thit k múng di tng Thiết kế móng là một công việc phức tạp liên quan đến nhiều vấn đề . Căn cứ vào điều kiện của đất nền khi xây dựng công trình : bên dới là lp bựn sột,dy vụ tn , lớp đất đắp bên trên là lp sột pha do cng,dy 4m. Căn cứ vào đặc điểm của công trình khi xõy dng mt cụng trỡnh nh kho cú tng rng 0.4m,ti trng tỏc dng ỳng tõm trờn mt một di tng l P tc =26 (T/m). Tôi đi đến quyết định chọn loại móng băng có độ cứng hữu hạn với chiều sâu chôn móng là h=1,7(m) .Bởi nếu đặt móng vào lp sột pha do cng công trình sẽ đảm bảo ổn định hơn so với lp bựn sột bên dới . Ta cú: b 2 + k 1 .b k 2 = 0 (1) với : k 1 = M 1 .h + M 2 . w c - M 3 . . . tb w h m k 2 = 3 H w M P m ì ì Trong ú: - tb là khối lợng thể tích trung bình của vật liệu làm móng và đất ở trên móng, tb = 2,2 (T/m 3 ) - c là lực dính của khối đất đắp c = 0,34 (kG/cm 2 ) =3,4(T/m 2 ) - w là khối lợng thể tích của khối đất đắp, w = 2,01 (T/m 3 ) - P H là tải trọng tác dụng lên móng băng lấy cho 1(m) dài : ta có : P H = P tc = 26 (T) Nguyn Minh Sang Page 6 of 22 Lớp sét pha dẻo cng cú = 15 o nên ta có : M 1 = 7,11 M 2 = 14,995 M 3 = 3,11 Ta cú : k 1 =7,11.1,7 + 14,995. 3,4 2,01 -3,11 . 2,2.1,7 1.2,01 = 31,66 k 2 = 3,11.26 1.2.01 =40,23 Gii phng trỡnh (1) ta cú: b 1 =1,22 (tha món), b 2 =-32,88 (loi) Chọn : chiều rộng móng băng b = 1,3 ( m ) Mặt khác, do móng băng có độ cứng hữu hạn thì có 1< tg tk <2 Gi d l chiu sõu chụn tng (m) Suy ra: 1 < 2( ) t b b h d <2 1< 1,3 0.4 2(1,7 )d <2 1,25 < d < 1,475 Chn d=1,4 => h m =h-d = 1,7-1,4= 0,3(m) Do h m =0,3m<0,35m nờn múng thit k l 1 bc Chn b rng mt trờn múng>b rng tng t 30-40 cm nờn ta chn chiu rng mt trờn múng l 0,7(m) Kiểm tra kích thớc móng, ta có b gh = b t + 2.h m. tg gh = 0,4 + 2 . 0,3 .tg gh Suy ra b gh1 = 1,0 (m) < b=1,3 (m) < b gh2 =1,6 (m) => thỏa mãn yêu cầu. Do õy l cụng trỡnh cú quy mụ va v nh nờn ta cú: Nguyn Minh Sang Page 7 of 22 F= w tc tc β. Rγ .h P − Trong đó: R tc = m(A.b + B.h ). γ w +c.D Với: m = tc k mm 21 . m 1 lµ hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña nÒn, m 1 =1,1 m 2 lµ hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c«ng tr×nh m 2 =1 k tc lµ hÖ sè tin cËy, lÊy b»ng 1,1 . A,B,D lµ c¸c hÖ sè tra b¶ng phô thuéc vµo gãc ma s¸t trong cña khèi ®Êt ®¾p, víi ϕ = 15 o , ta cã : A=0,325 ; B=2,3 ; D= 4,84 Ta chọn β. γ w =2,2 (T/m 3 ) => R tc =(0,325.1,3+2,3.1,7).2,01 + 3,4.4,84 =25,16(T/m 2 ) Xét cho 1m chiều dài móng: F ≥ w tc tc β. Rγ .h P − => b.1 ≥ 26 25,16 2,2.1,7 − =>1,3 ≥ 1,2 (Thỏa mãn) TÝnh bªt«ng vµ cèt thÐp : - TÝnh chiÒu dµy lớp bªt«ng phủ trên cốt thép: h 0 ≥ cp .m.R Q L Trong đó: Q = a.σ.L Nguyễn Minh Sang Page 8 of 22 L chiều dài móng lấy =1m a là khoảng cách từ mép móng đến mép tường a = 2 t b b − = 1,3 0,4 2 − =0.45(m) σ là ứng suất tiếp xúc dưới đế móng, σ = P F P –áp lực tính toán có kể đến hệ số vượt tải n=1,1-1,2, P=P tc .n m-hệ số điều kiện làm việc của móng lấy m=1 R cp - Cường độ kháng cắt cho phép của bê tông thường chọn bê tông mác 100#-200#.Tra bảng được R cp = 65kG/cm 2 = 650T/m 2 => σ = 26.1,2 1,3 = 24(T/m 2 ) Q=0,45.24.1 = 10,8(T) Ta có: h 0 ≥ 10,8 1.65.1 = 0,17(m) Nên chọn h o = 0,2(m) Ta có Số lượng cốt thép : Nguyễn Minh Sang Page 9 of 22 F a = a a o M m m R h× × × Trong đó: M= 2 .a . 2 L σ = 2 24.0,45 .1 2 =2,43(T.m) m-hệ số làm việc của bê tông,m=0,9-1 lấy m=1 m a -hệ số làm việc của cốt thép,m a =0,9-1 lấy=1 R a -Cường độ chịu kéo của cốt thép. Chọn R a =2100(kG/cm 2 ) = 21000 (T/m 2 ) => F a = 2,43 1 1 21000 0,2 × × × =5,8 (cm 2 ) Chọn cốt thép chịu lực là ϕ10, cốt thép phân bố là ϕ6 Số thanh cốt thép cho 1 đơn vị chiều dài là: n = a a f F = 2 5,8 3,14 0,5 × = 7,4(cm) Ta chọn số thanh cốt thép cho 1 đơn vị dài là 8 thanh ϕ10 Khoảng cách giữa các cốt thép chịu lực là C = L-2e N-1 = 1-2.0,03 8-1 =0,13(m) Nguyễn Minh Sang Page 10 of 22 Chương 2: Xây dựng các đường cùng ứng suất Áp lực dưới đáy móng: Xét 1 đơn vị chiều dài móng: P= tc G P F + = G F + tc P F Trong đó: G lµ träng lîng mãng vµ ®Êt phñ trªn mãng : G = F.h. β. γ w => G F =1.1,7.2,2 = 3,74(T/m 2 ) P tc /F =26/(1.1,3)=20(T/m 2 ) Nguyễn Minh Sang [...]... 20,32(T/m2)=2,03(kG/cm2) Để xây dựng các đờng cùng ứng suất ta sẽ chia nền đất dới đáy móng thành các ô vuông, kích thớc tùy ý, tính z tại các điểm mắt lới và ghi giá trị đó vào các mắt lới Ta có: z =0,6 ( KG/cm2 ) z =0,4 ( KG/cm2 ) z = 0,2 ( KG/cm2 ) ứng suất dới đáy móng đợc tính theo công thức z = k Pgl Nhng trong quá trình làm tôi thấy có thể xây dựng các đờng cùng ứng suất bằng cách sau : Do z và Pgl là các... Sang Page 22 of 22 Đồ án môn học Cơ học đất Nền và móng là một đồ án quan trọng, nó giúp cho sinh viên củng cố thêm kiến thức một cách vững chắc và hiểu thêm về các công việc của một ngời kỹ s Địa chất công trình Sau một thời gian làm việc tích cực và nghiêm túc của bản thân, với sự hớng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo trong bộ môn Địa chất công trình và sự góp ý của các bạn trong tập thể lớp ĐCCT-... tiên mà tôi hoàn thành, do trình độ cũng nh kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án chỉ dừng lại ở mức l lm bi tp v lm quen với công việc thiết kế Do đó không thể tránh khỏi những sai sót Tôi rất mong tiếp tục đợc sự chỉ bảo, hớng dẫn của các thầy cô giáo trong bộ môn và các bạn để tôi ngày một hoàn thiện hơn Nguyn Minh Sang ... y = 0 y = 0 b , z = 6, 03 b 2, y = 0, 25 y = 0,325 b , z =6 b z = 7,8 ( m ) 3, y = 0,5 b , z =6 b z = 7,8( m ) 4, y = 1 y = 1,3 b , z =6 b z = 7,8 ( m ) y = 0,65 z = 7,84 ( m ) Từ các giá trị tính toán ở trên ta vẽ đợc đờng cùng ứng suất nh hình sau: Nguyn Minh Sang Page 14 of 22 Nguyn Minh Sang Page 15 of 22 Chng 3: Kim tra iu kin n nh v cng ca lp bựn Kim tra h s n nh k i vi múng khi quy c . phải xây dựng đợc phần móng của nó. Bởi lẽ móng và bản thân nền có ổn định thì công trình bên trên mới tồn tại và sử dụng một cách bình thờng. Ngời thiết kế chỉ có thể chọn đợc phơng án nền móng. phục vụ cho việc nâng cao hiểu biết và áp dụng vào tính toán thiết kế, tôi đợc các thầy cô giáo giao cho nghiên cứu và viết đồ án môn học cơ học đất - nền móng trong kỳ thứ II năm học thứ 4 (. 22 L chiều dài móng lấy =1m a là kho ng cách từ mép móng đến mép tường a = 2 t b b − = 1,3 0,4 2 − =0.45(m) σ là ứng suất tiếp xúc dưới đế móng, σ = P F P –áp lực tính toán có kể đến hệ